Конащук В.В.

Дніпропетровський державний аграрний університет

ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ ВИКОРИСТАННЯ ПЛУГА-БУКЕРА В СИСТЕМІ МОСТОВОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА

Світове сільське господарство у своєму розвитку підійшло до якісно нового етапу, коли підвищення ефективності вирощування культур стало вже неможливим тільки за рахунок інтенсифікації технологічних процесів. І цим якісно новим етапом є система точного землеробства. В сучасних умовах під цією системою розуміють варіювання агротехнічними заходами у межах одного поля з метою досягнення максимальної ефективності вирощування рослин.

Для реалізації принципів точного землеробства необхідні три основні умови [2]:

- наявність інформації про умови росту та стан рослин у конкретних точках поля, чи про кожну рослину зокрема;

- можливість визначення поточного положення засобів механізації на полі та відносно рослин;

- можливість змінювати дію машин і механізмів в залежності від їх місцезнаходження у відповідності до стану рослин і локальних умов.

Наведена система передбачає використання принципово нових мобільних агрегатів, системи супутникової навігації та багато іншого. Елементи цієї системи, особливо, що стосується садіння просапних культур і міжрядного обробітку, вже широко використовують, в тому числі і в Україні.

Проте дослідники прогнозують подальший розвиток системи точного землеробства з поступовим її переходом до системи мостового землеробства.

На даному етапі важко оцінити переваги кожної із систем. Але система мостового землеробства має вагомі переваги і, як наслідок, перспективи. Це і спрощена система навігації, і відсутність шкідливої дії на ґрунт рушіїв, і екологічна чистота.

Важливою проблемою розвитку системи мостового землеробства є забезпечення її відповідними ґрунтообробними агрегатами. Зокрема, ферма мостової машини має значну довжину і в той же час повинна сприймати всі реакції з боку робочих органів, але можливості підвищення показників жорсткості ферми є обмеженими через причини конструктивного характеру. Тому першочерговим завданням є створення арсеналу ґрунообробних знарядь, що є максимально динамічно урівноважені і передають мінімальну реакцію на ферму машини, як у повздовжній, так і в поперечній площинах.

Всі відомі ґрунтообробні робочі органи проектувалися під мобільні агрегати і їх стабілізація виконувалася шляхом введення в конструкцію компенсуючих елементів. У полицевому плузі, наприклад, таким елементом є польова дошка. Проте у випадку мостового застосування таке рішення не може бути прийнятним, бо створює додатковий тяговий опір і, як наслідок, додаткове навантаження на ферму. Необхідно шукати рішення, за якого елементи робочого органу самокомпенсують неврівноваженість один одного.

В процесі роботи реакція корпусу звичайного полицевого плуга складається з опору ґрунту на різання лемешем і опору на переміщення підрізаного шару полицею. Враховуючи, що леміш і полиця встановлені під кутом до напрямку руху, виникає поперечна складова реакції опору, яка компенсується польовою дошкою. Якщо поперечні складові реакції лемеша і полиці спрямувати у протилежні боки, то в ідеальному випадку можна відмовитись від польової дошки. Тоді суттєво зменшаться тяговий опір, і як наслідок, навантаження на ферму.

В сільськогосподарській практиці відомий плуг, в якому правообертаюча полиця працює з лівопідрізаючим лемешем. Таке знаряддя отримало назву «букер». Знаряддя, в основу яких покладено такі робочі органи, не отримали широкого розповсюдження, бо їх використання з мобільними агрегатами не має сенсу. Проте цей принцип можна використати для взаємної компенсації реакцій лемеша і полиці.

У відповідності до розрахунків за методикою А.М. Панченка [3] сила різання ґрунту лемешем складає приблизно 70% від загального опору плуга. Тоді в залежності від кута внутрішнього тертя ґрунту γ_о нахилу леза лемеша до стінки борозни, бокова сила буде становити від 5 до 20% від загального опору корпуса, тобто, бокові (поперечні) складові опору лемеша і полиці можна значною мірою компенсувати.

Для підтвердження можливості використання плуга-букера в системі мостового землеробства були проведені модельні дослідження в ґрунтовому каналі. З цією метою були виготовлені моделі букерних лемешів з різними кутами γ_о нахилу леза до стінки борозни.

Досліди проводились у ґрунтовому каналі з використанням моделей стандартного і дослідного корпусів. З метою отримання максимально співставних результатів полиці у всіх варіантах були однаковими. Досліджувались корпуси з кутами γ_о = 43^º– 120º– 150º. Ширина захвату корпуса 10см. Силові характеристики на даному етапі досліджень не визначались.

Дослідженнями встановлено.

1. Загальний характер зколу ґрунту суттєвих змін не зазнав. Лінія зколу на рівні денної поверхні в усіх випадках має форму еліпсу. Але фронтальна зона при γ_о = 120º–150º ширша. Вочевидь це пояснюється випереджаючим зколом від носка букерного лемеша.

2. На процес укладання шару ґрунту на дно борозни зміна форми лемеша не вплинула.

3. Розміри та форма утворюваних на поверхні грудок однаковий. Оцінка розпушення, виконана за методикою [1,3] показує наступні результати (табл. 1).

Під ступенем подрібнення розуміємо відношення об′єму сколотої знаряддям призми грунту до середнього об′єму утворених агрегатів. Коефіцієнт різноподрібнення – відношення середнього об′єму утворених агрегатів, з процентним вмістом від 60% до 10%.

Таблиця 1.

№	Показник	Кут атаки леза до стінки борозни:
		γо = 43º	γо = 120º	γо = 150º
1	Ступінь подрібнення ґрунту	28,80	26,18	24,91
2	Коефіцієнт різноподрібнення структурованих агрегатів	30,6	29,1	31,2
3	Глибистість поверхні	0,44	0,53	0,59

Якісні показники розпушення корпусами плуга з різними лемешами.

Як показує аналіз даних, наведених у таблиці, показники розпушення дуже близькі за значенням, хоча тенденція до погіршення зі збільшенням кута γ_о відстежується. Таким чином, з точки зору якості розпушення принципово букер може бути використаний для обробітку ґрунту.

Отже, дослідження показали, що зміна форми лемеша суттєво не впливає на якісні показники розпушення ґрунту. Це дає підстави для проведення подальших досліджень у напрямку динамічного урівноваження корпусу плуга.

Література:

1. Волик Б.А., Колбасин А.А. Хотюн Г.В. Методика оценки качества обработки почв / Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. – 2002, - № 1. – С 21-23

2. Надикто В.Т., Улексін В.О. Колійна та мостова система землеробства: Монографія, ТОВ «Видавничий будинок ММД», - Мелітополь, 2008, - 270 с.

3. Панченко А.Н. Теория измельчения почв почвообрабатывающими орудиями / Днепропетр. гос. агр. ун-т.– Днепропетровск, 1999.– 140 с.