Обоснование типажа посевной и почвообрабатывающей техники к тракторам различного тягового класса в применяемых технологиях возделывания сельскохозяйственных культур

Вестник Курганской ГСХА № 1, 2013

Инженерно-техническое обеспечение

сельского хозяйства

53

УДК 635.21

В. Л. Астафьев, С. И. Бобков, М. А. Плохотенко

ОБОСНОВАНИЕ ТИПАЖА ПОСЕВНОЙ И ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ТЕХНИКИ К ТРАКТОРАМ РАЗЛИЧНОГО ТЯГОВОГО КЛАССА В ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

КОСТАНАЙСКИЙ ФИЛИАЛ ТОО «КАЗАХСКИЙ НИИ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА»

V. L. Astafyev, S. I. Bobkov, M. A. Plokhotenko JUSTIFICATION OF THE TYPE OF THE SOWING AND SOIL-CULTIVATING EQUIPMENT TO TRACTORS OF THE VARIOUS DRAFT CLASS IN TECHNOLOGIES OF CULTIVATION OF CROPS KOSTANAY AFFILIATE OF LLP "KAZAKH RESEARCH INSTITUTE OF MECHANIZATION AND ELECTRIFICATION IN AGRICULTURE"

Изучены возможности использования тракторов различного класса тяги и разной мощности при агрегатировании с посевной техникой и почвообрабатывающей техникой. Проанализированы разные варианты агрегатирования при использовании почвозащитной технологии и технологии с минимальной и нулевой обработкой почвы. Показано, что при использовании влагосберегающей технологии с нулевой обработкой почвы существует резерв повышения производительности труда на посеве за счет возможности использования сеялок большей ширины захвата с трактором равного класса тяги, а также за счет уменьшения периодичности проведения основной обработки почвы (путем щелевания) и отказа от предпосевной обработки. По данным проведенных расчетов применение влагосберегающей технологии позволяет снизить на 31-44 % затраты труда и на 39-60 % расход горюче-смазочных материалов.

Ключевые слова: агрегатирование, влагосберегающая технология, класс тяги, посевная техника.

Possibilities of use of tractors of a various class of draft and different power are studied when sowing equipment and soil-cultivating equipment are used. Different options of a buildingblock design are analysed when using soil-protective technology and technology with the minimum and zero processing of the soil. It is shown that when using moisture preserving technology with zero processing of the soil there is a reserve of increase of labor productivity on crops at the expense of possibility of use of seeders of bigger width of capture with a tractor of an equal class of draft, and also at the expense of reduction of frequency of carrying out the main processing of the soil (by a cracking) and refusal of preseeding processing. According to the carried-out calculations application of moisture preserving technology allows to lower a consumption of fuels and lubricants to 39-60% and expense of work to 31-44%.

Keywords: building-block design, moisture preserving technology, a draft class, sowing equipment

Владимир Леонидович Астафьев

Vladimir Leonidovich Astafyev Директор КФ ТОО «КазНИИМЭСХ» доктор технических наук, профессор 110011, Республика Казахстан, г. Костанай, пр. Абая, 34 E-mail: celinnii@rambler.ru

Сергей Иванович Бобков

Sergey Ivanovich Bobkov

кандидат технических наук, заведующий лабораторией E-mail: celinnii@rambler.ru

Максим Александрович Плохотенко

Maxim Alexandrovich Plohotenko старший научный сотрудник E-mail: celinnii@rambler.ru

Введение. В настоящее время в Северном Казахстане наряду с традиционной почвозащитной технологией получили распространение прогрессивные влагосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур с минимальной и нулевой обработкой почвы. В Казахстане, по данным Министерства сельского хозяйства, площади, на которых применялись влагосберегающие технологии, возросли до 11,2 млн га, что составляет 67 % зернового клина. Применяя ту или иную технологию необходимо учитывать все недостатки и достоинства. Например, при технологии с минимальной и нулевой обра-

боткой почвы интенсивно используются химические средства для борьбы с сорняками (гербициды), использование которых предусматривает применение опрыскивателей и соответствующих им тракторов. В настоящее время - это современная дорогостоящая техника производства стран СНГ и дальнего зарубежья (наряду с применением дорогостоящих сеялок и посевных комплексов для прямого посева).

Методика. Для рационального использования техники и оптимальной загрузки тракторов при выполнении различных технологических операций для разных технологий необходимо знать типаж сельско-

Научный журнал

Вестник Курганской ГСХА

хозяйственной техники к тракторам каждого класса тяги. В технических характеристиках у многих современных тракторов класс тяги не указывается, дается лишь мощность двигателя. При этом класс тяги в основном определяется эксплуатационной массой трактора (на многих современных тракторах предусмотрена установка балластных грузов для изменения массы трактора и, соответственно, класса тяги). Поэтому, прежде всего, на основе анализа технических характеристик существующих тракторов необходимо определить соответствие класса тяги тракторов и мощностей двигателей, т.е. определить типаж тракторов.

Результаты. В таблице 1 представлены характеристики использующихся в сельском хозяйстве тракторов.

Таблица 1 - Обобщенные типажи тракторов для возделывания сельскохозяйственных культур

Тяговый класс 1,4 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14

Номинальное тяговое усилие, кН 14 30 40 50 60 70 80 90 100 120 140

Мощность двигателя, кВт 4570 83125 111167 139208 167250 194292 222333 250375 278417 333500 389583

Основные технологические операции, на которых максимально загружен тракторный парк - это посев, поверхностная и основная обработка почвы. Для формирования типажей посевных и почвообрабатывающих машин для каждого тягового класса трактора необходимо определить ширину захвата сельскохозяйственной машины при выполнении технологической операций на характерных для зоны Северного Казахстана типах почв на скорости до 2,8 м/с (скорость, рекомендуемая для условий зоны). Анализ природно-производственных условий Северного Казахстана показал, что для зоны характерны почвы средние и тяжёлые по механическому составу, что необходимо учитывать для определения тягового сопротивления различных сельхозагрегатов.

Ширина захвата агрегата в общем случае является функцией номинального тягового усилия трактора, удельного сопротивления орудия и скорости движения, т. е.:

0 в = /(Рн> куд ^

где В - ширина захвата агрегата;

Рн- номинальное тяговое усилие трактора; к - удельное сопротивление орудия;

V - рабочая скорость движения. Пр и

ри проведении расчетов для определения типа-

жей техники использовались данные удельного тягового сопротивления сельхозорудий разной ширины захвата [1-3] на характерных почвах и данные хроно-метражных наблюдений работы агрегатов.

В результате сопоставления тяговых возможностей тракторов и ширины захвата орудий в зависимости от типа почв и скорости движения был определен типоразмерный ряд для основных видов работ: при почвозащитной технологии - предпосевная обработка, посев, обработка паров и плоскорезная обработка. Для технологии с минимальной и нулевой обработкой почвы: прямой посев и щелевание, которое рекомендовано проводить один раз в 4-6 лет для разуплотнения почвы.

В таблице 2 приведены варианты агрегатирования тракторов различного тягового класса с сеялками различной ширины захвата. Для выполнения предпосевной обработки почвы и обработки паров типаж культиваторов имеет ту же ширину захвата, т. к. сеялки и посевные комплексы кроме посева могут выполнять и обработку почвы. Данный типаж может использоваться как для почвозащитной технологии, так и для технологии с минимальной обработкой почвы. Кроме того, данный типаж техники применим для посадки крупяных, масличных культур, которые сажают серийными сеялками и посевными комплексами, меняя норму высева семян.

В таблице 2 также приведены варианты агрегатирования тракторов различного тягового класса с сеялками прямого посева различной ширины захвата для энергосберегающей технологии с нулевой обработкой почвы. Как видно из таблицы 2 при прямом посеве есть возможность агрегатирования сеялок большей ширины захвата с трактором равного класса тяги, например, трактор класса 5 при почвозащитной технологии можно агрегатировать с сеялкой с шириной 10 м, а при прямом посеве с нулевой обработкой почвы - 12 м, и т. д.

В таблице 3 представлены варианты агрегатирования тракторов различного тягового класса при проведении основной обработки почвы для почвозащитной технологии (плоскорезная обработка) и для энергосберегающей технологии с минимальной и нулевой обработкой почвы (щелевание). Как видно из таблицы 3, щелевание - энергозатратная операция и также требует использования тракторов большого класса тяги, как и при плоскорезной обработке, однако использование данной технологической операции один раз в 4-6 лет, в отличие от плоскорезной обработки, применяющейся ежегодно, также дает резерв повышения производительности труда и снижения прямых затрат.

Инженерно-техническое обеспечение

Вестник Курганской ГСХА № 1, 2013 сельского хозяйства

Таблица 2 - Типаж посевной техники при почвозащитной технологии и технологии с минимальной и нулевой обработкой почвы

Типаж (ширина захвата, м) Почвозащитная технология и технология с минимальной обработкой почвы Прямой посев по нулевой технологии обработки почвы

Класс тяги тракторов Класс тяги тракторов

6 3-4 3

8 4-5 4

10 5-6 4-5

12 6-7 5-6

18 9-10 8-9

24 12-14 10-12

Таблица 3 - Типаж почвообрабатывающей техники для почвозащитной технологии и технологии с нулевой обработкой почвы

Типаж (ширина захвата, м) Плоскорезная глубокая обработка на глубину 25-27 см Щелевание на глубину до 30 см

Класс тяги тракторов

4 5

6 7

8 8-10

10 12

12 14

В таблице 4 представлены варианты агрегатирования сеялок для посева пропашных культур (кукурузы, подсолнечника) при использовании почвозащитной технологии и технологии с минимальной обработкой почвы. Ширина захвата сеялок кратна 70 см, ширине междурядья при посадке культур.

Таблица 4 - Варианты агрегатирования сеялок для посева пропашных культур

Типаж (ширина захвата, м) Посев кукурузы, подсолнечника

Класс тяги тракторов

5,6 1,4

8,4 2

12,6-16,8 3-4

да и снижения прямых затрат на посеве за счет возможности агрегатирования сеялок большей ширины захвата с трактором равного класса тяги, а также за счет уменьшения периодичности проведения основной обработки почвы (путем щелевания) и отказа от предпосевной обработки. По данным проведенных расчетов применение влагосберегающей технологии позволяет снизить на 31-44 % затраты труда и на 39-60 % расход ГСМ.

Но при этом нельзя забывать, что при выборе технологии (традиционной почвозащитной, технологии с минимальной или нулевой обработкой почвы) необходимо учитывать конкретные природно-производственные условия возделывания сельскохозяйственных культур, а также финансовые возможности хозяйств. Например, нулевая обработка непригодна на избыточно увлажнённых и заболоченных почвах, и в таких местах её использование возможно только при наличии дренажных систем. Правильный выбор технологии в сочетании с рациональным использованием тракторов различного класса тяги с соответствующими им сельхозорудиями позволит повысить производительность труда и выполнять работы в оптимальные агротехнические сроки при дефиците механизаторских кадров.

Список литературы

1 Разработка систем технологий и машин для возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Северного Казахстана: отчет о НИР (заключительный) / Целинный НИИМЭСХ; рук. Астафьев В. Л.; исполн. Гридин Н. Ф. и др. - Коста-най, 2008. - 440 с. - № ГР 0106РК00612. - Инв. № 0209РК00151.

2 Астафьев В. Л., Гайфуллин Г. З., Гридин Н. Ф. и др. Техническое обеспечение ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур (рекомендации). / В. Л. Астафьев, Г. З. Гайфуллин, Н. Ф. Гридин и др. - Костанай, 2010. - 72 с.

3 Иофинов С.А., Бабенко Э.П., Зуев Ю. А. Справочник по эксплуатации машинно-тракторного парка. - Москва: Агропромиздат, 1985. - 272 с.

Выводы. Обобщая полученные данные, можно сделать вывод, что при использовании влагосберега-ющей технологии с нулевой обработкой почвы существует резерв повышения производительности тру-