Уход за лесными культурами на вырубках осуществляется дисковыми культиваторами КЛБ-1,7. Однорядное размещение сферических дисков в конструкции культиватора КЛБ-1,7 не обеспечивает уничтожения сорной растительности в соответствии с предъявляемыми требованиями, что нередко вызывает двойной проход агрегата по одному следу. Лучшие результаты достигаются при применении четырехбатарейного двухрядного культиватора КДС-1,8. Однако КЛБ-1,7 и КДС-1,8 неустойчивы по глубине обработки почвы и в направлении движения, то есть они отклоняются при боковой встрече с пнями и крупными корнями. Устранить эти недостатки в конструкции культиваторов, имеющих только дисковые рабочие органы, не представляется возможным [1].
Поэтому, с целью повышения эффективности механизированного ухода за культурами на вырубках и снижения материальных затрат за счет увеличения степени уничтожения сорной растительности и сокращения количества проходов по одному следу, а также количества уходов в течении сезона, нами предложено совместить в одной конструкции культиватора сферические диски и лемешные рабочие органы, использовав их положительные стороны. Из положительных сторон работы сферических дисков приняты высокая проходимость и отсутствие забивания, а лемешных — устойчивый ход по глубине обработки почвы, полное подрезание сорняков и их уничтожение.
Новый культиватор с комбинированными рабочими органами (рисунок 1) состоит из телескопической рамы 1, двух опорных колес 2, сферических дисков 3, установленных на переднем брусе рамы, лемешных рабочих органов 4 — на заднем брусе рамы и предохранительных механизмов 5.
Рис. 1. Экспериментальный культиватор с комбинированными рабочими органами
Рама выполнена из двух брусьев квадратного сечения, соединенных между собой поперечинами. Каждый брус состоит из центральной части, с обеих концов которой вставлены брусья меньшего сечения, что позволяет менять ширину захвата культиватора в пределах 1,5…3 м.
Рабочие органы присоединены к поперечным брусьям рамы шарнирно и снабжены предохранительными механизмами пружинного типа. Пружины предохранителей удерживают рабочие органы в рабочем положении, а при встрече с препятствиями позволяют им отклоняться назад, растягивая пружины, и возвращают после преодоления препятствия в рабочее положение. Максимальная высота преодолеваемых препятствий 16 см.
Лемешный рабочий орган (рисунок 2) состоит из стойки 1, черенкового ножа 5 и стрельчатой лапы 6. Черенковый нож выполнен как единая сварная деталь, состоящая из верхнего 2 и нижнего 3 кронштейнов крепления к стойке и лобовика 4. Такое конструктивное позволяет надежно закреплять черенковый нож без изменения конструкции стойки, применяемой в культиваторе КРТ-3. Нижняя кромка ножа закруглена и расположена ниже опорной поверхности стрельчатой лапы [2].
Рис. 2. Лемешный рабочий орган
Динамический анализ и прочностные испытания показали, что черенковый нож с углом вхождения в почву 105° наилучшим образом сочетает достаточно высокие прочностные характеристики, обеспечивает снижение энергоемкости резания почвы, не вызывая при этом заметного роста динамических нагрузок.
При обосновании выбора ширины захвата стрельчатой лапы необходимо учитывать такие требования, как работа без забивания, обеспечение зон перекрытия, возможность рациональной компоновки секций рабочих органов на раме культиватора. При работе на вырубках основным требованием, определяющим ширину захвата стрельчатой лапы, является прочностная надежность.
Широкоприменяемые стрельчатые лапы в культиваторах специального назначения, в том числе лесных, имеют ширину захвата 260, 310 и 360 мм, их запас прочности равен соответственно, 2,54; 2,02; 1,58. Исходя из этих показателей, принята лапа с шириной захвата 260 мм. Повышение надежности было достигнуто за счет увеличения сечения критической области (область основания крыла) стрельчатой лапы это позволило увеличить запас прочности в 1,5 раза, по сравнению с серийной.
Дисковый рабочий орган (рисунок 3) состоит из стойки 1, верхней неподвижной 2 и нижней поворотных плит, имеющих ряд отверстий для дискретного изменения угла атаки (10, 20 и 30°). Диаметр диска 4–510 мм.
Рис. 3. Дисковый рабочий орган
Предложенный вариант компоновки рабочих органов различного типа (дисковых и лемешных) обеспечивает рациональный силовой баланс культиватора. Расположенные на переднем брусе рамы сферические диски выполняют роль подпружиненных опорных колес, так как на них действует выталкивающая сила. Стрельчатые лапы напротив, выполняя роль балласта и благодаря действию заглубляющих сил, способствуют заглублению дисков.
При движении агрегата сферические диски разрезают не только почвенный пласт, но и мелкие корни с порубочными остатками, полегшие травы и поросль, что улучшает условия работы следом движущихся лемешных рабочих органов, которые эффективно уничтожают сорную растительность в необработанных междисковых пространствах и выравнивают почвенный профиль.
Расстояние между дисками и между лемешными рабочими органами и их взаимное размещение в шахматном порядке исключает оставление огрехов. Уничтожение сорной растительности составляет 86 % и 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.
Литература:
1. Технологии, машины и оборудование в лесном хозяйстве [Текст]: учеб. / Л. Т. Свиридов, В. И. Вершинин; ВГЛТА — Воронеж, 2002. — 312 с.
2. Пат. 2319329 РФ, МКИ A01B49/02, 76/00. Комбинированное почвообрабатывающее орудие [Текст] / И. М. Бартенев,М. Н. Лысыч, А. А. Кузнецов; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. — № 2006127356/12; заявл. 27.07.2006; опубл. 20.03.2008, Бюл. № 12. — 3 с.
