Технология возделывания ячменя с разработкой МТА для проведения культивации

Следовательно, для снижения энергозатрат необходима частичная или полная замена вспашки менее энергоемкими методами сохранения почвы, такими как: безотвальная обработка почвы на 20 - 22 см и 10 - 12 см, отвальная вспашка, дискование и т. д. другие способы минимизировать затраты на электроэнергию [6].
Уровень энергозатрат при мелкой обработке почвы в 1,5–1,9 раза ниже, чем при вспашке на глубину пахотного слоя. Проведение небольших обработок несколько лет подряд способствует накоплению пожнивных остатков в верхнем слое почвы, отмечается улучшение водного режима, нет набухания и образования почвенной корки после сильных дождей, семян сорняков в почвенном слое, нижний слой почвы теряет всхожесть.
Орудия безотвальной обработки следует подбирать с учетом гранулометрического состава почвы и степени засоренности многолетними сорняками. На суглинистых почвах лучше всего использовать отвал-дизель на разной глубине (вспашка и чизельная обработка чередуются через год). При этом, по литературным данным, по сравнению с однолетней вспашкой снижается зараженность посевов, снижается пораженность зерновых культур корневой гнилью, повышается урожайность севооборота на 8 - 10% и энергоэффективность [10].
Предпосевная обработка почвы является наиболее ответственной, так как позволяет добиться наиболее оптимального сочетания факторов почвы, необходимых для нормального развития растений - воды, кислорода, тепла.
Система машин в ресурсосберегающих технологиях позволяет снизить энергозатраты и время посева за счет совмещения предпосевной обработки почвы и посева комбинированными агрегатами, а также агрегатами из серийных культиваторов и сеялок с устройствами для выравнивания почвы. Также необходимо применение широкозахватных однооперационных агрегатов для предпосевной обработки на больших полях и сцепки двух-, трехосевных агрегатов. В засушливую погоду между подготовкой посевного ложа и посевом должен быть большой промежуток [16].
Учитывая, что сроки операций по предпосевной обработке почвы следует максимально сократить, промежуток между культивацией и посевом должен быть минимальным, чтобы семена укладывались во влажную почву, а сорняки не опережали в своем развитии культурные растения. Наибольший эффект достигается при использовании комбинированных высокопроизводительных почвообрабатывающих и посевных машин. Эти агрегаты позволяют выполнять все операции предпосевной обработки почвы и посева за один проход по полю, что обеспечивает повышение производительности труда до 60% и дополнительное снижение расхода топлива на 1,5 - 2 кг / га по сравнению с использование однооперационных агрегатов. Использование перспективного комплекса машин для обработки почвы и посева культурных растений обеспечивает снижение трудозатрат на 35 - 48%, расхода топлива - на 36 - 38% и металла - на 34 - 35% [18].
Важнейшим резервом снижения ресурсоемкости является переход на системы минимальной обработки почвы без использования отвального плуга, с малым числом проходов машины, неглубокое рыхление с применением гербицидов в зависимости от засоренности полей. Большой потенциал системы минимальной обработки почвы заключается в экономии рабочей силы, оборудования и топлива; обеспечение высокой эффективности полевых работ в условиях ограниченного времени и сжатых сроков (что характерно для осеннего посева); улучшение состояния почвы и снижение риска водной и ветровой эрозии [3].
Установлено, что на полях, очищенных от многолетних сорняков на среднесуглинистой почве, основную вспашку можно полностью заменить на двухколейную чизельную культивацию, так как это не приводит к ухудшению водно-физических свойств почвы, и повышает экономическую эффективность возделывания рапса. Использование невозделываемых технологий обработки почвы и посева на базе современных машин обеспечивает снижение расхода топлива на 46 - 53%, металла - на 44 - 63% и человеческого труда - на 1,7 - 77,6%.
Таким образом, основными способами экономии ресурсов являются улучшение севооборота, что позволяет повысить плодородие почвы и снизить потребность в минеральных удобрениях, а также использование широкозахватных и комбинированных агрегатов, снижающих затраты на топливо на 36% - 38% и трудозатраты на 35 - 48% [5, 18].
Методика расчёта по комплектованию машинно-тракторных агрегатов.
Машинно-тракторные агрегаты (МТА) комплектуются с учетом ряда факторов. Подбор энергоресурсов и рабочих машин должен осуществляться в соответствии с требованиями агротехники: - предотвращение возможных потерь при уборке урожая, посеве, внесении удобрений и т. д.; - максимальная производительность агрегата при минимально возможном расходе топлива; - оснащение установки маркерами, указателями пути, а также специальной техникой по охране труда и окружающей среды; - бесперебойное обслуживание персонала МТА [17].
Аналитический расчет на приобретение любого MTA выполняется в следующем порядке:
1. Установить вид операции (вспашка, боронование, посев, уборка и т. д.) И агротехнические требования к ней (глубина обработки, количество следов при бороновании и т. д.).
2. Выберите марки тракторов, сельскохозяйственных машин и сцепных устройств, которые обеспечат максимальную производительность MTA для этой операции.
3. Установите диапазон скоростей, рекомендованный требованиями сельскохозяйственной техники для данной сельскохозяйственной операции.
4. Для допустимого диапазона скоростей выбрать рабочие передачи трактора. Расчет обычно выполняется для двух или трех передач (например, III и IV).
5. Поскольку рабочий участок, как правило, имеет неровный рельеф (обычно уклон i равен 0,03; 0,05 и т.д.), в номинальные значения крюковых усилий PH кр вносят поправки:

где P H крi – номинальное тяговое усилие трактора; Gт – масса трактора, кН; i – уклон. Расчёт состава и режима работы машинно-тракторных агрегатов сводится к определению условий равенства:

где ηт.у – номинальное тяговое усилие энергетического средства, кН; ηт.у – коэффициент использования тягового усилия; Ra – тяговое сопротивление агрегата, кН.
Энергетические средства выбирают по номинальному тяговому усилию на крюке, т.е. такому, при котором буксование колёсного трактора при движении по стерне со скоростью 5 км/ч составит 17,5%, а гусеничного – 5%.
6. Тяговое сопротивление пахотных агрегатов определяется по выражению:

где пk – удельное сопротивление почвы вспашке, кН/м2; а – глубина обработки, м; bк – ширина захвата одного корпуса плуга, м; nк – количество корпусов.
Тяговое сопротивление непахотных агрегатов Rн определяется по формуле:

где k0– удельное сопротивление рабочей машины, кН/м; bм – ширина захвата рабочей машины, м; nм – число рабочих машин в агрегате.
7. Для определения количества корпусов пахотного агрегата и рабочих машин непахотного агрегата необходимо знать тяговое усилие трактора на передачах. Отечественные тракторы, выпущенные после 1982 года, и импортные тракторы не обладают тяговыми характеристиками, но есть значения эффективной мощности трактора и скорости передвижения на передачах.
Общую оценку эффективности использования трактора даёт его тяговый коэффициент полезного действия (nт), который показывает, какая часть эффективной мощности двигателя используется на совершение полезной работы:

где Nкр – крюковая мощность трактора, кВт; Ne – эффективная мощность двигателя трактора, кВт.
Скорость трактора должна быть в пределах допустимых агротехнических требований. Зная скорость трактора на какой-либо передаче, из выражения можно найти значение тягового усилия:

8. По полученному значению Pкрi и известным значениям k0, kn находят ориентировочное значение ширины захвата агрегата ( Bор ). Для пахотного агрегата:

где ηт.у – коэффициент использования тягового усилия; а – глубина обработки, м.
Для непахатного агрегата:

9. Количество корпусов для пахотного агрегата определяется как:

где bк – ширина захвата одного корпуса, м. Количество машин в непахотном агрегате.

где bм – ширина захвата одной машины, м.
В обоих случаях полученное частное значение (обычно дробное) округляют до целого в меньшую сторону.
10. Находят рабочую ширину захвата агрегата на каждой из передач.
Для непахотного агрегата:

Для пахотного агрегата:

11. Вычисляют сопротивление агрегатов по формулам.
12. Устанавливают действительные коэффициенты использования тягового усилия трактора по передачам, и по наилучшему из них принимают решение:

13. Определяют производительность машинно-тракторного агрегата при различных передачах:

где С – коэффициент; С = 0,1, если скорость измеряется в километрах в час, и С = 0,36, если скорость измеряется в метрах в секунду; vр – рабочая скорость движения агрегата, м/с; τ – коэффициент использования времени смены.
14. Величина удельного расхода топлива на 1 га определяется из выражения:

где Gч – часовой расход топлива энергетическим средством, кг/ч (определяется из технической характеристики).
15. Сделать вывод по расчёту состава и режима работы МТА исходя из того, что агрегат должен иметь максимальную производительность и минимальный расход топлива на единицу работы [11].
Таблица 1
Тяговое усилие трактора
Трактор ДТ-77; Nh=66,25кВт; mт =6400 кг Передачи 3 4 5 6 Ркр, кН 27.95 25.50 22.07 19.13 Vр, км/час 6.10 6.65 7.50 8.40 Ркрα =Ркр - 0,01*мт *sin α, кН,
4 передача: Ркрα =25- 0,01·*6400*0,0348=23,27 кН,
5 передача: Ркрα =22,07- 0,01*6400*0,0348=19,8 кН,
6 передача: Ркрα =19,13- 0,0*6400*0,0348=33,37 кН.
Таблица 2
Марка сцепки
Марка Вр(Ф), м Вес, кН Примерное Gсц, кН Агрегатируется с трактором класса Гидрофицированная СП-16 16,8 17,62 1.5 – 1.7 3 - 5 Гидрофицированная СП-11 11,7 9,15 1,0 – 1,2 3 Таблица 3
Показатели работы МТА
Передача Скорость, км/ч кН Состав агрегата Марка с/х машин Кол-во с/х машин Марка сцепки Значение ꬼи Рациональность 4 6,65 23,272 3-КВГ-1,4 5 СП-16 27,029 Нерационально 5 7,50 19,8 3-КВГ-1,4 3 СП-11 16,025 Рационально 6 8,40 16,902 3-КВГ-1,4 3 СП-11 Рационально В результате расчета и полученных данных можно увидеть, что на 4 передачах работа МТА не возможна из-за перегрузки двигателя трактора. В этом случае снижают скорость (передачу) или отсоединяют одну машину.
Таблица 4
Эксплуатационные показатели МТА
Трактор Машина Рабочая ширина захвата, м Передача и рабочая скорость, км/ч Коэффициент использования тягового усилия Семенная производительность, га/см Удельный расход топлива, кг/га Затраты механической энергии, МДж/га Затраты труда, чел./га Т-40 1 КПС-4 3,84 1 – 2,2 0,80 6,76 2,4 102,64 1,48 МТЗ-82.1 1 КПС-4 3,84 5 – 7,65 0,79 23,5 1,4 59,24 0,43 Проанализировав данную таблицу, можно сделать вывод, что рациональнее будет использовать МТА МТЗ-82.1+КПС-4 на первой передаче.

Рисунок 1. Схема агрегата МТЗ-82.1+КПС-4, где
1-Ширина захвата, 2-Кинематическая длина агрегата, 3-Кинематический центр агрегата, 4-Кинематическая длина трактора, 5-Кинематическая длина машины.
Заключение.
Ячмень занимает важное место как зерновая культура. Используется в пищевых и животноводческих целях. Из него производят несколько видов круп: перловую, ячменную, гофрированную, хлопья.
Зерно ячменя используется для производства заменителей кофе в фармацевтической, алкогольной, текстильной и кондитерской промышленности. Зерно ячменя имеет большое значение как сырье в пивоваренной промышленности для приготовления солода.
Экстракт солодового ячменя используется в технологии хлебопечения. Ячменная солома и полова являются хорошими грубыми кормами для домашнего скота, особенно когда их готовят на пару [2].
Изменения в сельском хозяйстве (формы собственности, размеры предприятий, диверсификация деятельности, конкуренция, рост машинно-тракторного парка и др.), Повышение государственных требований к дорожной и экологической безопасности машинно-тракторного парка влияют на формирование и перспективы развития этого рынка.
Опыт организации производства, накопленный предприятиями агропромышленного комплекса с высокой концентрацией производства в новых условиях, не может быть использован в полной мере. Необходимо искать новые методы совершенствования организации производства, обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка [15].
Основная задача эксплуатации машинно-тракторного парка - разработка методов высокоэффективного использования отдельных МТА, технологических комплексов и всего машинно-тракторного парка хозяйств.
При этом эффективность означает высокое качество выполняемых работ, а также высокую производительность агрегатов с минимально возможным расходом ресурсов на единицу конечного продукта с учетом конкретных природных и производственных условий.
Научные методы и практические навыки включают решение комплекса взаимосвязанных задач: выбор ресурсосберегающих технологий выращивания сельскохозяйственных культур; обоснование оптимального состава и режимов работы МТА, технологических комплексов [7].
Список использованных источников.
1. ГОСТ 20793–2009. Тракторы и машины сельскохозяйственные. Техническое обслуживание.
2. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве. – М. : Росинформагротех, 2005. – 270 с.
3. Капустин, В. П. Сельскохозяйственные машины. Настройка и регулировка : учебное пособие / В. П. Капустин, Ю. Е. Глазков. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2010. – 196 с.
4. Капустин, В. П. Сельскохозяйственные машины : учебное пособие / В. П. Капустин, Ю. Е. Глазков – М. : НИЦ ИНФРА-М, 2015. – 280 с.
5. Карабаницкий, А. П. Теоретическое обоснование параметров энергосберегающих машинно-тракторных агрегатов : учебное пособие / А. П. Карабаницкий, О. А. Левшукова. – Краснодар : КубГАУ, 2014. – 104 с.
6. Карпов, А. М. Практикум по производственной эксплуатации машинно-тракторного парка / А. М. Карпов. – Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 1999. – 284 с.
7. Карпов, А. М. Техническое обеспечение технологии в растениеводстве / А. М. Карпов. – 2-е изд., доп. – Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2000. – 200 с.
8. Курочкин, И. М. Эксплуатация машинно-тракторного парка : учебное пособие / И. М. Курочкин ; Тамб. гос. техн. ун-т. – Тамбов : ТГТУ, 1996. – 200 с.
9. Курочкин, И. М. Производственно-техническая эксплуатация МТП : учебное пособие / И. М. Курочкин, Д. В. Доровских. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. – 200 с.
10. Маслов Г.Г. и др. Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка. – Краснодар, КубГАУ, 2010. – С. 326.
11. Маслов Г.Г., Небавский В.А. Операционные технологии выполнения основных механизированных работ. – Краснодар, 2003. – С. 119.
12. Методические указания к практическим занятиям по эксплуатации МТП для студентов IV курса факультета механизации. – Краснодар, КубГАУ, 2008. – С.
13. Нормативно-справочные материалы по курсу ЭМТП/ Г.Г. Маслов, Е.А. Кочкин, Ю.И. Якимов, В.Т. Ткаченко. – Краснодар, КубГАУ, 1994.
14. Нормативно-справочные материалы по планированию механизированных работ в сельскохозяйственном производстве : сборник. – М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2008. – 316 с.
15. Нормативы потребности АПК в технике для растениеводства и животноводства / Мин-во сел. хоз-ва Рос. Федерации. – М. : Росинформагротех, 2003. – 84 с.
16. Операционная технология возделывания зерновых колосовых культур в Южной степной зоне./Составители М.Н. Марченко, В.Ф. Фролова. – М.: Россельхозиздат, 1982.
17. Правила производства механизированных работ в полеводстве./Составитель К.С. Орманджи. – М.: Россельхозиздат, 1983.
18. Разработка операционной технологии сельскохозяйственной работы. Согласование работы уборочных машин и транспортных средств в составе уборочнотранспортного звена (Методические указания кафедры ЭМТП КубГАУ. Составители: профессора Е.А. Кочкин, Ю.И. Якимов и доцент Е.М. Юдина). – Краснодар, КубГАУ, 2006. – С. 35.
19. Ревякин, Е. Л. Технологические требования к новым техническим средствам в растениеводстве / Е. Л. Ревякин, Н. М. Антышев. – М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2008. – 60 с.
20. Эксплуатация МТП/А.А. Зангиев, А.В. Шпилько, А.Г. Левшин. – М.: Колос, 2007.








2