ДИСКОВІ ЗНАРЯДДЯ ДЛЯ ОБРОБІТКУ СТЕРНІ

Руслан Оляднічук

Якісні показники роботи, мінімальні енергозатрати та надійність — це критерії, які потрібно розглядати при виборі дискових знарядь. Також необхідно звернути увагу на геометричні параметри робочих органів, схему їх розташування та рекомендований швидкісний режим, оскільки дані параметри визначають функціональне призначення дискового знаряддя.

Робочі органи ґрунтообробних машин змінюють фізико-механічні властивості ґрунту, підвищуючи потенційну енергію, яка в подальшому використовується рослинами. При цьому вони повинні забезпечити якість обробітку ґрунту відповідно до агровимог, мати високу прохідність агрегата та мінімальну енергоємність. Сьогоднішнє велике розмаїття дискових знарядь викликає сумбур в їх технологічному призначенні. Щодо конструктивних параметрів, то робочі органи виготовляють різного діаметра з різним радіусом кривизни сфери та різним виконанням ріжучої кромки. Одні призначені для інтенсивного кришення, інші для кращого перемішування та подрібнення пожнивних решток.

Агротехнічні вимоги

Нагадаємо, що при «Лущенні ґрунту», ми маємо рихлити його на глибину 6−8 см з метою закриття вологи після збирання попередника, провокації проростання насіння бур’янів та падалиці. Тому при лущенні слід дотримуватися таких вимог:

– відхилення середньої глибини обробітку від заданої не більше ±1 см;
– кількість фракції ґрунту розміром від 1 до 5 см не менше 90%, в тому числі фракції розміром від 1 до 2,5 см не менше 75%;
– не допускається утворення брил, крупніших за 10 см;
– підрізання бур’янів 100%;
– коефіцієнт надійності технологічного процесу 0,99.

Відповідно, «Дискування» призначене для розробки скиби після оранки, подрібнення пожнивних залишків грубостеблових культур та загортання їх у ґрунт, а також для підготовки ґрунту під сівбу без основного глибокого обробітку. Агрономічні вимоги дискування:

– відхилення середньої глибини обробітку від заданої не більше ±3 см;
– кількість фракції ґрунту розміром до 5 см не менше 80%;
– не допускається утворення брил, крупніших за 10 см;
– коефіцієнт надійності технологічного процесу 0,99.

Слід відзначити, що лущення стерні має вищі вимоги до кришення ґрунту та відхилення середньої глибини обробітку, для досягнення яких потрібно забезпечити копіювання поверхні поля.

Геометричні параметри

Характер деформації та переміщення ґрунту під дією дисків залежить від діаметра та радіуса кривизни, кута встановлення диска в горизонтальній і вертикальній площинах, а також розмірів пласта, що вирізається кожним диском. Також істотно впливає поступальна швидкість руху ґрунтообробного знаряддя та властивості ґрунту. Вибір значень перерахованих величин не може бути довільним, оскільки для кожної групи дискових робочих органів встановлено свої вироблені теорією та практикою межі. Діаметр диска є одним із головних його геометричних параметрів.

Діаметр диска залежно від умов роботи потрібно обирати найменший, оскільки зі збільшенням діаметра різко зростає сила, необхідна для заглиблення диска в ґрунт. Диски з меншим діаметром швидше обертаються, що допомагає ефективно перемішувати рослинні рештки з ґрунтом й утворювати менші грудки та більше дрібногрудочкуватої фракції. У разі великої кількості рослинних решток слід використовувати диски розміром від 560 мм. Для якісної роботи дискових знарядь діаметр робочих органів повинен бути більший від глибини обробітку в 3,5−4 рази.

Радіус кривизни робочої поверхні диска визначає якість обробітку ґрунту. Чим менший радіус кривизни, тим інтенсивніше диск діє на скибу, краще її перевертає та сильніше руйнує. При проектуванні дискових робочих органів в основу розрахунку радіуса кривизни покладено суто геометричний принцип. Радіус повинен мати величину, яка при заданому діаметрі диска й куті атаки забезпечує утворення зазору між тильною стороною ріжучої кромки диска та стінкою борозни. Геометрія сферичних дисків є вирішальним фактором забезпечення їх роботоздатності та відповідної якості роботи.

Популярними є сферичні та конічні диски. Диски з суцільним лезом повніше підрізають коріння рослин, але при підвищеній вологості грунту та глибині обробітку легше забиваються через проковзування диска. Вирізні диски надійніше захоплюють стебла рослин і перерізають їх, легше заглиблюються в ґрунт та постійно зчеплені зі щільним дном борозни, що сприяє збереженню обертів. Диски з великими вирізами, до 30−60 мм, призначені для подрібнення рослинних решток та забезпечення надійнішого зчеплення з ґрунтом. Вирізи глибиною до 30 мм забезпечують постійне обертання диска на високій швидкості і, як результат, краще перемішування решток із ґрунтом.

Конічна форма диска забезпечує постійний робочий кут при його спрацюванні, створює горизонтальні реакції, які інтенсивніше подрібнюють і кришать ґрунт на швидкості руху 12,5−15 км/год., ніж диски сферичної форми. При цьому потребують більшого зусилля для забезпечення проникнення в ґрунт.

Робочі органи дискових знарядь (Väderstad). Фото: vaderstad.com
Робочі органи дискових знарядь (Väderstad). Фото: vaderstad.com

Схеми розташування робочих органів на рамі знаряддя

Поява нових підходів у конструюванні дискових знарядь істотно змінила їх призначення, з’явились такі вимоги до роботи знарядь, як якість подрібнення та перемішування великої кількості рослинних решток. Розташування дисків на індивідуальних стійках дає змогу встановити диск під кутом до поверхні поля, що збільшує пропускну спроможність у міждисковому просторі, а також підвищує технологічну надійність та ступінь перемішування пожнивних решток із ґрунтом.

Важливим параметром дискових знарядь є положення дисків відносно один одного. Відстань між дисками в ряду становить переважно 250 мм, що забезпечує проходження маси в міждисковому просторі, при цьому відстань між проходами дисків при рівномірному розташуванні становить 125 мм. Існують конструкції, орієнтовані на лущення стерні зернових з великою кількістю пожнивних решток, з розташуванням суміжних дисків на відстані 100−115 мм. До даної групи відносять три- та чотирирядні дискові знаряддя, а також лущильники з диском діаметром 460 мм конічної або напівсферичної форми.

Досить поширеним є Х-подібне розташування дисків, яке допомагає нейтралізувати сили бокового зміщення. Якщо ближче розглянути процес входження дисків у ґрунт та рельєф дна борозни, то можна побачити відкриті й закриті борозни. Величина гребенів залежить від глибини обробітку, діаметра диска, кута атаки та кута нахилу до горизонтальної площини. Під час роботи на важких ґрунтах, при низькій вологості ґрунту та при глибині обробітку 6 см виникає неповне підрізання ґрунту. За умови дотримання швидкісного режиму — гребені руйнуються.

Схеми розташування робочих органів (верхні — Väderstad). Фото: vaderstad.com
Схеми розташування робочих органів (Väderstad). Фото: vaderstad.com

Для покращення якості роботи дискових знарядь для поверхневого обробітку ґрунту в конструкцію знаряддя закладають регулювання відстані між суміжними проходами дисків. Наприклад, фірма Аmazone в моделі Cаtros зміщує положення переднього ряду дисків відносно заднього і тим самим забезпечує повне підрізання стерні та ґрунту з одночасним їх перемішуванням на глибині 5−6 см.

Статичне навантаження на диск

Істотно впливає на якість роботи та енергетичні показники статичне навантаження на диск. Дискові знаряддя для поверхневого обробітку ґрунту умовно можна поділити на дві групи:

лущильники для неглибокого обробітку ґрунту (до 10 см) на високих швидкостях, що забезпечує високу продуктивність, та лущення стерні колосових із великою кількістю пожнивних решток з діаметром диска 450−560 мм і навантаженням на диск 60−90 кг. Для кріплення робочих органів використовують індивідуальні стійки на гумових амортизаторах.

знаряддя з діаметром диска 570−620 мм і навантаженням на диск 80−130 кг. В цій групі гумові амортизатори не використовують, а для кріплення робочих органів застосовують пружинні двоспіральні стійки, підпружинені стійки та батареї дисків. Дані знаряддя можуть використовуватись у важчих умовах (після кукурудзи, соняшнику, на сухому ґрунті) для поверхневого та основного обробітку на глибину до 15 см.

Величина статичного навантаження на диск залежно від його діаметра.
Величина статичного навантаження на диск залежно від його діаметра.

Оцінка енергетичних затрат

Енергетичні затрати роботи дискових борін визначаються конструктивними особливостями їхніх робочих органів та знаряддя в цілому. На інтенсивність перемішування ґрунту впливають геометричні параметри диска, кути його встановлення та швидкість обертання. Враховуючи дані особливості, необхідно забезпечити потребу в потужності на один метр ширини захвату знаряддя при рекомендованій швидкості руху.

Потреба в потужності на один метр ширини захвату при різних діаметрах дисків.
Потреба в потужності на один метр ширини захвату при різних діаметрах дисків.

У розрізі різних виробників, споживана потужність знаряддя становить від 26 до 56 кінських сил на один метр ширини захвату. Якщо проаналізувати споживану потужність в розрізі геометричних параметрів диска, то видно, що диски діаметром 450−465 мм потребують від 30 до 40 к. с. на 1 м ширини захвату. При застосуванні дисків діаметром 510 та 560 мм потреба в споживаній потужності зростає до 53 к.с./1 м, що можна пояснити призначенням та умовами роботи даної групи машин. Диски діаметром понад 620 мм потребують більше енергії при менших швидкостях руху агрегатів, що пояснюється зростанням зусиль для заглиблення диска в ґрунт та важкими умовами роботи.

Оцінка прикочувальних систем

Прикочувальні системи дискових знарядь, попри свою конструктивну простоту, відіграють дуже важливу роль в обробітку ґрунту. Вони забезпечують копіювання його поверхні, подрібнення грудок, вирівнювання та повторне ущільнення ґрунту.

Величина тиску на ґрунт при повторному ущільненні залежить від його вологості, попередника і культури, під яку обробляють. Нині виробники випускають великий асортимент прикочувальних котків для різних умов експлуатації. Для легких ґрунтів — котки з діаметром 400−500 мм, маса яких становить 100−150 кг/м. Для зрілих ґрунтів (вологість 15−25%) оптимальний тиск повинен становити 200−300 кг/м. На важких сухих ґрунтах слід забезпечити тиск 300−400 кг на метр.

Поради

– При виборі дискового знаряддя необхідно звернути увагу на особливості конструкції, експлуатаційні режими та умови роботи знарядь, оскільки від поєднання даних факторів буде залежати якість виконання технологічної операції.

– Робочі органи з різними геометричними параметрами мають різне призначення. Одні — для інтенсивного кришення, інші — для кращого перемішування та подрібнення пожнивних решток.

– Диски, встановлені на окремих стійках під кутом як до напрямку руху, так і до поверхні ґрунту, дозволяють отримати відмінне кришення й перемішування ґрунту з пожнивними рештками, а також збільшити пропускну спроможність у міждисковому просторі та підвищити технологічну надійність.

Замовити підписку

Будь ласка, вкажіть свої дані і ми зв'яжемося з вами

Website (required)

Вкажіть номер телефону і ми вам передзвонимо

Website (required)

Відділ підписки:

Тел.: +38 (067) 236 79 48