1 БИЗНЕС-СПРАВКА НА ТЕМУ «МОДЕРНИЗАЦИЯ КУЛЬТИВАТОРА КГО-3,0 С РАЗРАБОТКОЙ КОНСТРУКЦИИ РАБОЧЕГО ОРГАНА»
1 Цель работы модернизация культиватора КГО-3,0 с разработкой конструкции рабочего органа
2 Краткое описание предлагаемой рынку разработки
Уход за посадками картофеля направлен на создание благоприятных условий для роста и развития растений на протяжении всей вегетации путем рыхления почвы и уничтожения сорной растительности. В отличие от других сельскохозяйственных культур довсходовый период у картофеля, в зависимости от особенностей сорта и погодных условий, продолжается от 15 до 30 дней. За это время почва под влиянием собственного веса и осадков уплотняется. Чрезмерное уплотнение почвы приводит к задержке всходов. Сорняки, незатененные культурными растениями и менее требовательные к состоянию почвы, получают хорошие условия для прорастания и развития. Если их не уничтожить в этот период, они нанесут существенный вред картофелю, так как будут потреблять из почвы питательные вещества и влагу, а также способствовать распространению вирусных болезней.
Важнейшим агротехническим приемом при возделывании картофеля является окучивание. Цель окучивания – увеличить объем рыхлой почвы вокруг растений. За счет улучшения физических свойств почвы в ней легче развивается корневая система, интенсивнее протекают микробиологические процессы и накопление питательных веществ. Чем большая часть стебля оказывается в почве, тем больше столонов образует картофельное растение, а как следствие - больше количество клубней в гнезде. Кроме того, окучивание снижает развитие сорняков, предупреждает развитие болезней и вредителей картофеля.
В настоящее время для окучивания картофеля широкое распространение получил культиватор-окучник-гребнеобразователь КГО-3,0. Существенным недостатком данного технического средства является то, что за окучивающим рабочим органом установлен игольчатый ротор. Данный рабочий орган имеет существенную массу (более 10 кг), кроме того, плохо справляется с разуплотнением почвы.
С целью устранения данных недостатков, предлагается установить за окучивающим корпусом зубо-дисковый рабочий орган, который состоит из двух вращающихся роторов, стойки, гребенок и зубьев.
Предлагаемое техническое решение является простым в изготовлении, надежным в работе и позволяет качественно разрыхлять поверхность почвы. Важнейшим преимуществом данного технического решения является компактность, низкая металлоемкость (масса менее 6 кг), что в конечном итоге позволяет существенно снизить тяговое сопротивление агрегата.
3 Сфера применения разработки (где предлагается ее внедрить)
Разработка предназначена к внедрению в крестьянских (фермерских) хозяйствах Тюменской и других областей.
4 Новизна разработки
В качестве прототипа, предлагаемого в проекте решения использован культиватор КГО-3,0. Внесенные в конструкцию изменения обеспечат большую эффективность в работе.
5 Отличия предложенных решений от имеющихся у конкурентов (оценка конкурентов).
Конкуренцию предлагаемой разработке составляют следующие машины:
- Фрезерный (активный) гребнеобразователь МОДЕЛЬ RR
- Машина для междурядной обработки картофеля HD 3000 STI
- Окучник гребнеобразователь КГО-4,2
6 Оценка возможности реализации разработки, (характеристика рынка).
Основными потребителями предлагаемых орудий - крестьянские (фермерские) хозяйства.
Серийное производство предлагаемых машин можно организовать на базе заводов с участием разработчика на взаимовыгодных условиях.
7 Маркетинговая стратегия (преимущества, позволяющие выгодно реализовать разработку)
Предлагаемую разработку отличают от разработок конкурентов более эффективное выполнение работ и относительно низкая цена. Маркетинговая стратегия заключается в предложении товара по доступной цене и рекламе через ассоциации крестьянских (фермерских) хозяйств.
8 Потребность в капитальных вложениях (затраты на внедрение разработки)
Капитальные вложения в проекте связаны с изготовлением опытного образца расходами на проведение выставок, презентаций организацию рекламной компании. Расходы на изготовление опытного образца равны 283 тыс. руб. Расходы на презентацию рекламу составят 150 тыс. руб. Отпускная цена за разработку может быть равной 350 тыс. руб.
9 Обоснование экономической эффективности использования разработки
Экономический эффект для фермерского хозяйства за год составит порядка 25 тыс.руб. Срок окупаемости капитальных вложений – 1,8 года.
10 Контактная информация. Кафедра «Технические системы в АПК» ГАУ «Северного Зауралья». Научный руководитель – к.т.н., доцент Паульс В.Ю., исполнитель – Мироненко П.А.
2 ТЕХНОЛОГИЯ МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ
Агротребования к машинам для междурядной обработки
Сроки выполнения работ по обработке посадок устанавливает агроном хозяйства в соответствии с агротехническими требованиями. Первую культивацию (окучивание) с одновременным боронованием проводят через пять–семь дней после посадки, при появлении в почве нитевидных проростков сорняков; вторую – через пять – семь дней после первой, третью – по всходам, при необходимости.
Культиваторы-окучники при междурядной обработке картофеля по рабочему захвату должны соответствовать посадочному агрегату.
Рабочие органы агрегата не должны увлекать клубни и повреждать всходы картофеля. Бороны должны равномерно обрабатывать почву на глубину 3...6 см, разрыхлять почвенную корку, уничтожать сорняки. Величина комков после прохода боров не должна превышать 3...5 см при нормальной влажности почвы [2].
Рабочие органы культиватора должны полностью подрезать сорняки, разрушать почвенную корку, рыхлить и окучивать посадки картофеля.
При достижении растениями высоты 18...20 см начинают окучивание. При междурядной обработке защитная зона составляет от 8 до 17 см, считая от середины рядка.
Рабочие органы культиватора не должны подрезать корневую систему, выдергивать, заваливать и повреждать растения. Окучивающий корпус должен насыпать рыхлый и ровный слой почвы толщиной 5...8 см на весь гребень с проваливанием ее к стеблям картофеля, с рыхлением боковых сторон гребня и дна борозды.
Количество обработок должно быть таким, чтобы поддерживать поверхность почвы рыхлой и чистой от сорняков.
При междурядной обработке картофеля не допускается повреждения или засыпания землей культурных растений. Необходимо соблюдать равномерность глубины рыхления (обработки) почвы с отклонением не более ±15 % от установленной. Нижний слой почвы не должен выворачиваться на поверхность. Сорные растения в обработанной части междурядий должны полностью подрезаться (95... 99 %) без повреждения культурных растений; обеспечивать необходимые размеры защитных полос для наземной и подземной части растений (в пределах 60...160 мм); отсутствие борозд, иссушающих почву, особенно в зонах недостаточного обеспечения влагой; минеральные удобрения при подкормке вносить равномерно во все рядки в соответствии с принятой нормой (отклонения ±3 %), на заданную глубину (отклонение ±2 см). Неравномерность распределения минеральных удобрений и гербицидов по площади допускается не более ±5 % [3].
Междурядная обработка
Междурядная обработка включает культивации почвы в междурядьях рыхлящими орудиями и окучивание растений. Эффективность этой обработки во многом зависит от качества и сроков ее проведения.
При рыхлении почвы в междурядьях погибают сорные растения, разрушается почвенная корка, что способствует сохранению влаги и усилению доступа воздуха к корням. Запас влаги в почве зависит от своевременного рыхления почвы в междурядьях. Установлено, что эффективно используются растениями только 20% влаги (потери ее на испарение почвой составляют около 70, на фильтрацию— 10%). Уменьшение непроизводительного расхода влаги достигается рыхлением почвы непосредственно перед поливом, а также после полива или после дождя.
Рыхление на глубину корнеобитаемого слоя в первую половину вегетации растений, особенно средней и тяжелой по механическому составу почвы, позволило многим передовым овощеводам Подмосковья почти в
2 раза интенсивнее использовать поливную технику (вода быстрее поступает по взрыхленной почве к растениям), избегать вымывания питательных элементов чрезмерными поливами, предотвращать вымокание посевов (посадок) [3].
При междурядной обработке пропашных культур от механизатора-овощевода требуется особенно большое внимание, чтобы обеспечить доступ воздуха к корням культивируемых растений, вовремя (пока сорняки не достигли высоты 2—3 см) засыпать почвой с помощью лап отвальчнков либо срезать их, подсыпать влажную землю к стеблям овощных растений (окучивание), улучшить водно-воздушный режим питания растений. Все это - важные элементы борьбы за урожай, пренебрегать которыми нельзя, что особенно подтверждается в экстремальных случаях — в дождливые или в засушливые годы. Важно иметь набор двух комплектов исправных наточенных рабочих органов к культиватору (бритвы различной ширины, двух и одноярусные стрельчатые лапы, долота, ротационные мотыги рыхлители) и знать, когда и как ими пользоваться.
Общая для многих хозяйств недоработка - отсутствие нужного комплекта наточенных рабочих органов к культиваторам, каточков и шлейфов к сеялкам.
Почву на посевах (посадках) столовых корнеплодов, корни которых распространяются вглубь, и лука рыхлят вначале мелко (3—5 см), затем постепенно увеличивают глубину междурядной обработки до 12 14 см и, наоборот, на посевах (посадках) огурца, кабачка, рассадных растений — томата, капусты, корпи которых сосредоточены главным образом в пахотном слое, почву вначале рыхлят глубоко, затем переходят к мелкой обработке ее в междурядьях (от 12—14 до 3—5 см). Для более полного подрезания сорных растений рабочие органы (лапы и бритвы) устанавливают на культиваторе с. перекрытием на 4—5 см. На увлажненных участках почву рыхлят глубже: в этом случае корни после подрезания образуют мочковатые разветвления и улучшается воздушный режим почвы. Сухую почву рыхлят мельче. Защитную зону от 6— 8 см при первой культивации увеличивают до 10 см при последующих обработках. Однако во всех случаях ширина не обработанной с обеих сторон ряда полосы не должна превышать 15—18 см [4]. Следы колес трактора рыхлят двусторонними лапами или долотами, установленными на культиваторе. Следорыхлители должны быть у всех тракторов, работающих на овощном поле.
Первое рыхление проводят односторонними лапами-бритвами— осторожно, чтобы не засыпать всходов культивируемых растений. В этом случае к бритвам наваривают щечки либо рыхлящие органы скрепляют ограничивающими лисками. При втором рыхлении, кроме бритв, используют стрельчатые лапы. Их устанавливают так, чтобы оставалось как можно меньше необработанной площади у рядков (уменьшают защитную полосу). Последующее рыхление при необходимости осуществляют долотообразными, различными комбинированными стрельчатыми лапами, окучниками, отвальчиками и полу отвальчиками.
От овощевода-механизатора во многом зависит снижение засоренности посадок капусты - использование лап-отвальчиков в период, когда сорняки Д9-стигнут высоты не более 2-3 см, особенно эффективно: слоем почвы 4-5 см, выбрасываемой на гряду этим рабочим органом, они заваливаются и погибают. По достижении сорными растениями высоты 5-6 см и более засоренность капусты в рядках даже при обработке междурядий лапами-отвальчиками возрастает в 8-10 раз [5].
При использовании гербицидов количество междурядных обработок почвы можно сократить вдвое. Однако и в этом случае, за редким исключением, рыхление почвы в междурядьях обязательно. Передовые овощеводы рыхлят почву в междурядьях вплоть до смыкания растений в соседних рядках.
3 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ И РАБОЧИХ ОРГАНОВ
На рисунке 3.1 представлен культиватор гребнеобразователь окучник КГО-3,0 с трактором МТЗ-80.
Рисунок 3.1 – Культиватор гребнеобразователь окучник КГО-3,0
Культиватор-гребнеобразователь КГО-3,0 предназначен для формирования гребней перед посадкой картофеля, а также довсходового и послевсходового формирования трапециоидальных гребней 4-х рядных посадок картофеля.
Таблица 3.1 - Технические характеристики
Рабочая ширина захвата, м 3,0
Количество нарезаемых гребней, шт 4
Производительность за 1 час основного времени, га 1,5 - 2,4
Рабочая скорость движения, км/ч 5-8
Глубина обработки, см 16
Высота гребней, см, не более 30
Ширина гребня по верху, см 10,5-15
Ширина междурядий (регулируемая), см 70/75
Габаритные размеры в рабочем положении, мм: длина, ширина, высота 2900/3100/1250
Масса, кг 850
Дорожный просвет,не менее,мм 300
Транспортная скорость, км/ч, не более 15
Агрегатируется с тракторами тягового класса
1,4
Культиватор работает следующем образом:
Культиватор-гребнеобразователь КГО-3.0 , навешенный на заднюю навеску трактора посредством трехточечной навески в рабочем состоянии перекатывается по обрабатываемому полю вслед за трактором. При движении агрегата ходовые колеса перемещаются между гребнями посаженного картофеля и обеспечивают заданную глубину обработки почвы [6].
Стрельчатые лапы рыхлят почву на дне борозды, комплект рыхлительных лап рыхлят почву междурядий окучивая всходы картофеля. Почва отражаясь от дисковых окучников ложится на поверхность гребня и в дальнейшем разравнивается корпусом формователя гребня.
Формирователи гребней, стоящие следом за дисковыми окучниками формируют трапецеидальный профиль гребня. Клиновидная конструкция уплотняет поверхность боковин и верхнюю плоскость гребня, и тем самым обеспечивает сохранность гребня после прохода трактора.
1-навесное устройство, 2-передний брус, 3-задний брус, 4-боковина, 5-кронштейн, 6-опорное колесо, 7-стойка со стрельчатой лапой, 8-дисковый окучник, 9-стойка с рыхлительной лапой, 10-гребнеобразователь, 11-тяга, 12-талреп, 13-соединительная труба
Рисунок 3.2 – Культиватор КГО-3 в сборе
Дисковый окучник (рисунок 3.3) предназначен для наращивания почвой гребня. Дисковый окучник состоит из двух дисков 1, которые закреплены на рычаге 4спарено, с образованием острого угла, направленного вершиной в сторону движения культиватора. На верхнем конце рычага установлен механизм крепления к раме 3. Один конец рычага в зоне опор дисков подпружинен посредством механизма 5. Диски имеют чистики 2 для очистки их от грязи. Для эффективного окучивания на кронштейне диска имеется регулировочный сектор 6, с помощью которого изменяется угол атаки дисков [7].