ДИСКОВЫЕ БОРОНЫ

6 марта, 2018 17:59

ВВЕДЕНИЕ

 

Основной задачей  обработки  почвы  является  приведение  плотности почвы   к   состоянию   оптимальной   плотности   под   выращивание соответствующей  культуры.  Способ  обработки  почвы  определяется реальным состоянием, характеризующимся равновесной плотностью почвы. Почвы с содержанием гумуса более 4%, как правило, имеют равновесную плотность,  равную  оптимальной  и  практически  обработки  не  требуют. Равновесная плотность почвы зависит от содержания в ней гумуса. Таким образом, главной задачей органического земледелия является накопление в почвах  гумуса  до  4-5  %  и  более.

 

Сегодня  почвоведами  отмечаются потери  гумуса  черноземными почвами. По данным КНИИСХ (г. Краснодар) содержание гумуса в начале прошлого века (в 1910-1920 г.) было на уровне 5,1%, к середине прошлого века этот показатель достиг 4,1%, а к началу нашего столетия он составил примерно  3,4%.  Вследствием  потери  гумуса,  плотность  почвы  год  от года только  увеличивается,  и  уже  достигла  критических  показателей,  а  процесс деградации  почвы  с  начала  массового  применения  плуга  увеличился в несколько раз. Если  не  остановить  этот  процесс  сейчас,  то  ситуация  может  стать критической   и   даже   необратимой.   В   сложившихся   условиях   у сельхозпроизводителей  нет  иного  выхода,  кроме  поиска  и  внедрения технологий,  способствующих  накоплению  гумуса.  Отметим  еще  раз, что одним  из  элементов  таких  технологий  является  заделка  растительных остатков в верхний слой почвы.

 

В системе обработки почвы дисковые бороны в последние  десятилетия  нашли  широкое  распространение.  Именно они могут решить обозначенные выше проблемы в обработке почвы. Рабочим  органом  дисковых  борон являются сферические (вырезные и сплошные) диски разных диаметров.  Сферические  диски  сегодня  используются  в  различных технологических  операциях.  Они  применяются  для  лущения  стерни, основной обработки почвы, грядообразования, нарезки борозд, окучивания и даже  уборки  картофеля.

 

В зависимости от модели самой бороны и установленных на ней дисков, данное устройство способно к обработке до семи гектар за один час работы. Дисковая борона опять же в зависимости от модели может достигать скорости обработки почвы до пятнадцати километров в час. А работа дисков в ряде достигать глубины от 4 до 25 см., в зависимости от вида бороны. На сегодняшний день данное устройство получило широкую популярность, поскольку является производительным и достаточно экономичным орудием для обработки почвы.

 

 

БОРОНЫ БАТАРЕЙНОГО ТИПА

 

Первые дисковые бороны выпускались с жестким  креплением дисков  (как  правило  сферических)  на  одном  валу.  Набор  дисков  на одном валу образует батарею дисков.

 

На   качество   технологического   процесса   влияют   не   только конструктивные  параметры  диска  (диаметр,  радиус  сферы,  форма  и  число вырезов), но и установка дисков к  направлению  движения,  определяющая углом атаки (α) и углом установки в продольно-вертикальной плоскости (β) (рисунок 2).

 

 

Бороны батарейного типа, как правило, подразделяются на два вида: тяжелые дисковые бороны (БДТ) и лущильники. Принципиальное отличие этих двух видов заключалось в размерах сферических дисков:

— Поскольку основной задачей БДТ является тяжелая работа – альтернативная плугам глубокая разработка залежных земель и обработка почвы после уборки высокостебельных пропашных культур (кукуруза, подсолнечник), на такие бороны ставятся диски диаметром 65 см и выше. При этом конфигурация дисков может быть как гладкой, так и с разрезами – в зависимости от поставленной задачи.

— Лущильники предназначены для более качественной обработки верхнего слоя почвы. Поэтому диски у них диаметром 41-46 см., гладкие.

 

В России такие бороны изготавливали в основном два завода – Апшеронский Машиностроительный Завод (Краснодарский край) и Сибсельмаш в г. Новосибирск. Они и сейчас изготавливают эти бороны, и с их продукцией можно ознакомится на сайтах

Апшеронский завод: http://www.amzv.ru/tehnika/borony/borony-batarejnogo-tipa

Сибсельмаш-Спецтехника: http://www.sibselmasch-spez.ru/index.php?menu=80

 

Помимо этого, на Российском рынке появились новые производители тяжелых дисковых борон, которые взяли на вооружение современные идеи западного рынка.

Одна из таких компаний – «Анитим», г. Барнаул: http://www.anitim-oao.ru/produktsiya/selkhoztekhnika

Производственная компания «Ярославич» выпускает тяжелую дисковую борону «Вепрь»:

https://pkyar.ru/production/pochvoobrabotka/bdt-5-36f/borona-diskovaya-tyazhelaya-bdt-5-36f-vepr/

Известный выпуском дискаторов завод «Белагромаш», г. Белгород тоже выпускает тяжелые дисковые бороны: http://www.belagromash.ru/ru/products/boroni-dickovie-tyagelie/bdt38.html

 

Преимуществами обработки почвы дисковыми боронами является:

– Снижение неконтролируемой минерализации гумуса;

– Уменьшение деградации пахотного слоя;

–  Создание  мульчирующего  слоя,  предохраняющего  почву  от иссушения.

 

Недостатки дисковых борон батарейного типа:

  • Низкое расположение оси дисковой батареи.  Это  приводит  к  наматыванию  и забиванию  оси  батареи  землей  и  растительными остатками.
  • Установка дисков на одной оси не позволяет изменять угол β и он составляет 0 градусов. В результате борона подрезает и рыхлит, но не оборачивает почву.
  • Жесткое крепление  дисков  к  оси  приводит  к  вращению  всех сидящих на ней дисков с одинаковой угловой скоростью. Однако действие внешних сил на каждый отдельный диск  существенно  отличаются  по величине,  поэтому  одни  диски  будут  “притормаживаться”,  а  другие диски “раскручиваться”,  что  ведет  к  увеличению  тягового  сопротивления и ухудшения качества работы.

 

 

ДИСКАТОРЫ

 

В последние десятилетия  появилось  новое  конструктивное  решение дисковых  орудий,  в  которых  вышеуказанные  недостатки дисковых  борон устранены. Это – дискаторы.

Одним  из родоночальников и первых предприятий  начавших широкое производство и популяризацию дискаторов является краснодарская компания  «БДМ-Агро». В настоящее время более 35 производителей могут предложить такой тип почвообрабатывающей техники.

 

Каждый диск у дискатора расположен на индивидуальной стойке. Каждый ряд дисков снабжен  регулировочным  устройством,  обеспечивающим  изменение  угла атаки и рабочей ширины захвата диска. Диск при этом играет роль лемеха и отвала,  что  способствует  лучшему  обороту  отрезаемого  пласта,  его крошению.  А  уменьшение  силы  трения скольжения  почвы  по рабочему органу, а также  особенности  взаимодействия диска с почвой, ведет к снижению требуемого  тягового  усилия.

 

Отсутствие  в  конструкции  дисковых  батарей единой оси позволяет дискатору работать во влажную погоду, на землях с большим  количеством  растительных остатков, а также на землях с любым количеством сорной растительности, при этом исключается как наматывание на стойку диска, так и плотное забивание рядов дисков. Отпадает необходимость применения  в  конструкции  чистиков,  т.к.  в  процессе  работы происходит самоочищение дисков. Применение таких орудий обеспечивает снижение расхода топлива на обработку почвы на 30-50%.

 

Дискаторы    предназначены  для  поверхностной  обработки  всех  типов почв  (предельная  глубина  20  см),  уничтожения  сорняков  и  измельчения пожнивных остатков в любых климатических зонах.

 

Дискаторы производятся:

— Различной ширины от 1,5 до 12 метров.

— Под разные тяговые классы тракторов, начиная с класса 1,4 и заканчивая 6-7 классами (импортные трактора).

— С разным количеством рядов дисков (2-х, 3-х, 4-х рядные) и разной расстановкой внутри ряда.

— Навесные и полунавесные (полуприцепные).

— Цельнорамные, модульные (начиная с 6 метров ширины захвата составная рама, где боковые части рамы соединены с центральной с помощью пальцев) и секционные (начиная с 6 метров ширины захвата, со складными крыльями).

 

Такое разнообразие вариантов позволяет сельхозпроизводителю подобрать себе орудие, которое максимально точно будет соответствовать потребностям хозяйства.

 

Совмещая в одной операции рыхление и крошение почвы, измельчение растительных  остатков  и  выравнивание  рельефа,  4-хрядные  дискаторы сокращают необходимое количество обработки почвы в 2-3 раза.

 

Дискаторы способны работать по влажным (влажность почвы более 30%) почвам.

 

Дискатор не теряет своих качеств и при работе на засоренных почвах с растительными остатками любой плотности высотой до 2 метров.

 

ОТЛИЧИЯ ДИСКАТОРОВ ОТ БОРОН БАТАРЕНОГО ТИПА

 

Более подробно остановимся на принципиальных отличиях дискатора от  традиционных  дисковых  борон  (хотя  некоторые  из  них  были  отмечены выше).

— Каждый диск расположен на индивидуальной стойке и отклонен от вертикальной  плоскости.  это  способствует  лучшему  обороту отрезаемого пласта,  его  крошению,  а  также  снижению  требуемого  тягового  усилия трактора.

— Каждый ряд дисков имеет возможность плавной регулировки угла атаки и соответственно рабочей ширины захвата диска. Диск при этом выполняет роль лемеха и отвала.

— Отсутствие в конструкции дискаторов дисковых батарей с единой осью позволяет дискатору работать на переувлажненной почве, на землях с большим количеством растительных остатков, а также на землях с любым количеством сорной растительности, при этом исключается наматывание на ось  диска  и  плотное  забивание  рядов  дисков.  Отпадает необходимость применения в конструкции чистиков, так как в процессе работы происходит самоочищение диска.

— По   данным госиспытаний,   дискаторы,   в   отличие   от традиционных БДТ, позволяют работать при обсолютной влажности почвы до 40%, что, как минимум, в 2 раза выше обычных показателей. К примеру, реально использование БДТ невозможно уже при влажности 20%.

— Один  проход  2-хрядным  дискатором  серии  БДМ  эквивалентен двум, 4-хрядным — трем проходам традиционных тяжелых дисковых борон с диском 65 см.

— Опыт  использования  дискаторов  показал,  что  после  прекращения традиционной  обработки  почвы  и  использовании дискатора  на  поле образуется  мульчирующий  слой  за 3-5  лет.

— Опыт  хозяйств  показал,  что  при  подготовке  к  посеву качественной  зяби  с  помощью дискаторов  урожайность  выше,  чем  при традиционной  подготовке  почвы плугми ПЛН.  При  этом  затраты  топлива  снижаются почти  в три  раза,  что  является  определенным  резервом  в  снижении себестоимости.  Так  в  агрофирме  «Лебяжье»  Кировской области  также отметили в первую очередь ощутимую экономию топлива: если на тракторе К-700  с  8-корпусным  плугом  ПЛН на вспашку  12–15  га  уходит  320  литров дизтоплива  (т.е.  не  хватает  полного  бака),  то  с  дискатором  на  одном  баке можно обработать 60 га. Производительность и экономия увеличиваются в 4 раза, соответственно снижается расход моторесурса техники и человеческих затрат.

 

УСТРОЙСТВА ДИСКАТОРОВ

 

УСТРОЙСТВО НАВЕСНОГО ДИСКАТОРА

Сварная рама орудия (ферменная конструкция), как правило из профтрубы 150х100х6 мм, с вваренными «стаканами» для установки стоек;

​Стойки из высокоуглеродистой стали с планкой для синхронной регулировки угла атаки дисков всего ряда ;

Механизм синхронной регулировки угла атаки ряда дисков;

Ступицы рабочего органа, ступицы бывают обслуживаемые и необслуживаемые;

Диск, как правило, диаметром 560 мм с отверстиями для крепления на шесть болтов;

Каток;

Гидроцилиндры и гидропровода, для подъема и опускания опорных колес, а так же для складывания секций орудия (если есть).​

 

 

УСТРОЙСТВО ПРИЦЕПНОГО ДИСКАТОРА

Дышло с серьгой для агрегатирования с трактором;

Талреп, для выравнивания дискатора в горизонтальной плоскости;

Сварная рама орудия (ферменная конструкция), как правило из профтрубы 150х100х6 мм, с вваренными «стаканами» для установки стоек;

Стойки из высокоуглеродистой стали с планкой для синхронной регулировки угла атаки дисков всего ряда;

Механизм синхронной регулировки угла атаки

Ступицы рабочего органа, ступицы бывают обслуживаемые и необслуживаемые;

Диск, как правило диаметром 560 мм с отверстиями для крепления на шесть болтов;

Каток (спиральный, трубчатый, шевронный, планчатый, двойной, кольцевой, кольчатый);

Рама опорных колес;

Опорные колеса с сельскохозяйственными шинами;

Гидроцилиндры и гидропровода, для подъема и опускания опорных колес, а так же для складывания секций орудия (если есть).

 

 

ДИСКИ

 

Дисковые бороны, как батарейного типа, так и дискаторы, снабжаются гладкими сферическими дисками со сплошным или вырезным лезвием, дисками конической формы и сферическими с гофрированной поверхностью на глубину погружения в почву.

 

 

Гладкие сферические диски со сплошным лезвием увеличенного диаметра (56-100 см) применяются при обработке почвы на глубину до 25 см и наличии на её поверхности крупностебельных пожнивных остатков. И наоборот диски меньшего диаметра (41-45 см) — при лущении почвы на глубину 4…6 см и наличии на поверхности почвы легких пожнивных остатков, как например, измельченной соломы. Диски со сплошным лезвием наиболее полно перерезают пожнивные остатки, но такие диски при определенных условиях (повышенные влажность и глубина обработки почвы) легче забиваются из-за проявления явления протаскивания с потерей оборотов.

 

Вырезные диски даже при относительно небольших диаметрах более надежно захватывают пожнивные остатки и перерезают их или переступают через них, легче заглубляются в почву и более постоянно находятся в зацеплении с плотным дном борозды, что способствует сохранению оборотов диска, следовательно, и исключению явления протаскивания и забивания борон почвой и пожнивными остатками. Форма и размеры вырезов дисков бывают разные в за- висимости от условий работы. Диски с вырезами по периферии получили название «ромашка». Первые диски типа «ромашка» устанавливались на боронах батарейного типа БДТ- 7, БДТ- 3 и др. и имели вырезы трапецеидальной формы.

 

Впоследствии появились диски с вырезами полукруглой формы разных размеров.

а) Такие диски, с вырезами большего размера с углублением в диск до 30…60 мм предназначены одновременно и для перерезания пожнивных остатков и для обеспечения более надежного сцепления с почвой.

б) Диски же с вырезами радиусом до 30 мм в основном предназначены для обеспечения более надежного вращения диска.

 

а – диски с вырезами 30…60 мм; б — диск с вырезами до 30 мм

 

В целях обеспечения более надежного вращения диска в соответствии с поступательной скоростью агрегата и перерезания крупностебельных пожнивных остатков (кукурузы, подсолнечника и др.) диски должны иметь ассиметричные вырезы, обеспечи- вающие резание со скольжением. Эти диски имеют вырезы, ориентированные в сторону центра диска, причем одна сторона выреза до его вершины выполнена радиально по прямой линии, другая часть выреза, сопрягаясь с радиусом диска, образует линию, обеспечивающую резание со скольжением пожнивных остатков, попадающих в вырез. Таким образом, наличие конструктивных элементов в виде вырезов диска позволяет захватить и зафиксировать стебель в почве, обеспечить резание пожнивных остатков. С аналогичными вырезами диски большого диаметра «Флео- Флео» фирмы Quivogne (800…850 мм) применяются для обработки почвы на глубину до 20 см и измельчения грубостебельных пожнивных остатков и кустарниковых растений.

а – диски с ассиметричными вырезами; б – диски «Флео- Флео» фирмы Quivogne

Подводя итоги вышеизложенному, следует заметить, что выбор параметров дисков для борон и лущильников требует комплексного подхода.

 

Диски «DROP», по характеристикам в значительной мере превосходят известные диски «Ромашка». Отличительными особенностями дисков «DROP» являются дополнительные отверстия на их поверхности, которые и придают им преимущества над сплошными дисками:

— за счет меньшего веса (8,7 против 11,5 кг) снижается нагрузка на навеску трактора, тем самым уменьшается расход топлива;

— за счет «перетекания» подрезанной почвы сквозь отверстия происходит дополнительное ее крошение, а также уменьшается нагрузка на навеску трактора, что опять-таки приводит к уменьшению расхода топлива;

— при увеличенной влажности не происходит залипания режущего узла, что позволяет использовать дискатор на влажных и очень влажных почвах.

 

 

КАТКИ

 

Здесь мы рассмотрим только самые распространенные виды катков.

 

Трубчатый каток — простой по конструкции, предназначен для уплотнения легких не пересушенных и не переувлажненных почв. Нагрузка на 1 м ширины захвата составляет 132 кг. Имеет ограниченное применение. Однако разработчики часто применяют их в агрегате с дисковыми боронами из-за их низкой стоимости в ущерб качеству обработки почвы, что нельзя считать обоснованным. В целях повышения степени крошения поверхностного соя почвы (2…3 см) трубчатые катки бывают и двухрядными.

 

Все большее применение находят планчатые катки, которые крошат

не только комки почвы, оказавшиеся на поверхности почвы, но и

находящиеся внутри почвы на глубине до 4…5 см, выравнивают и

уплотняют её. В целях сохранения работоспособности при различных

почвенных условиях и более качественного крошения и такие катки

иногда выполняют двухрядными.

 

Двухрядный планчатый каток

 

Из известных прикатывающих катков спиральные катки отличаются  лучшими характеристиками

выравнивания поверхности почвы, но низкой технологической

надежностью при повышенной влажности и недостаточным

уплотнением и крошением почвы. По сочетанию выполнения

выравнивания поверхности почвы, крошения почвенных комков на

поверхности и внутри почвы и прикатывания почвы на всех типах

почв хорошие результаты показывает спирально-планчатые катки. У

этих катков спираль выполнена в виде многозаходной резьбы.