Обґрунтування процесу формування структури продуктивного шару ґрунту і параметрів ротаційного сепаратора

РЕФЕРАТ
Роботавикладена на 54 сторінках комп'ютерного набору. Експериментальна частина містить1 графік, 5 рисунків, 6 таблиць і 5 формул; у додатки винесені 5 таблиць та 3 рисунки.
Роботаскладається зі вступу, шістьох розділів, висновків, списку літературних джерел(16 положень) та додатків.
Принаписанні кваліфікаційної роботи було опрацьовано наукову літературу,встановлено об'єкт та умови проведення досліджень. У роботі представлено такожрезультати досліджень та їх обґрунтування.
Восновній частині розкрито процес формування структури продуктивного шару ґрунтуі параметрів ротаційного сепаратора що супроводжується аналітичним оглядомлітератури та методикою проведення досліджень. Показано також екологічну,енергетичну та вартісну оцінку по даному питанню і висловлено пропозиціївиробництву.
 

 
Зміст
ВСТУП
РОЗДІЛ 1. Аналітичний огляд літератури
1.1Агротехнологічні вимоги до процесу формування агрегатної структурипродуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зернових культур
1.2Характеристика та зональні особливості проведення передпосівного обробітку ґрунтупід ярі зернові сільськогосподарські культури
1.3Техніко-експлуатаційна оцінка одноопераційних машин-знарядь та агрегатів
РОЗДІЛ 2. Методика проведення дослідження
2.1Визначення параметрів процесу формування заданої структури ґрунту
2.2Контрольно-вимірювальні обладнання: загальна будова, удосконалення наявнихзасобів, принцип дії та специфіка використання
2.3Будова, принцип дії експериментального ротаційного сепаратора МТА
РОЗДІЛ 3. Результати досліджень
3.1Агро-технологічна ознака агрегатного складу продуктивного шару ґрунту
3.2.Технолого-експлуатаційна характеристика технічних засобів та структурипошарового обробітку ґрунту під зернові культури
3.3.Технологічний регламент формування структури продуктивного шару та параметриротаційного сепаратора
РОЗДІЛ 4. Екологічна, енергетична і вартісна оцінкапроцесу формування продуктивного шару і використання ротаційного сепаратора
РОЗДІЛ 5. Пропозиції виробництву
РОЗДІЛ 6. Охорона праці
ДОДАТКИ
ВИСНОВКИ
СПИСОКЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

 
Вступ
Сучасне сільське господарствоґрунтується на механізованих технологіях, тому його ефективність значною міроюзалежить від технічної оснащеності та рівня використання технічного потенціалугосподарства. Складні соціальні, екологічні таекономічні проблеми — продовольчої безпеки, збереження і підвищення родючостіґрунтів, збільшення виробництва білку, зниження енергоспоживання, збереженнядовкілля — можна вирішити лише за наявності цілеспрямованої творчої діяльностівсіх фахівців аграрного профілю і зокрема інженерно-технічних кадрів. Отже, наетапі становлення ринкової економіки і нових виробничих відносин актуальним єзабезпечення системної єдності техніки, технологій і природного середовища,зниження негативних наслідків використання машинних технологій, цілеспрямованевпровадження ресурсоощадних екологічно безпечних механізованих процесів.
Складність проблем, що стоять передсільським господарством нині і передбачаються в майбутньому, потребуютьформування нового рівня інженерного мислення при розробленні та впровадженнінауково обґрунтованої системи машин.
Збільшеннявиробництва зерна в Україні до 42 млн.т, в тому числі в господарствах АПКрізних форм власності Івано-Франківської області до 300 тис.т, а також іншоїпродукції рослинництва можна забезпечити на основі впровадження удосконаленоїтрадиційної системи та науково-обґрунтованих систем обробітку: консервуючої, мульчуючої,та реалізації прямої сівби насіння с/г культур. При їх освоєні важливоюпроблемою є оптимізація фізичних умов ґрунту, та робочих органівсільськогосподарських машин і знарядь, які взаємодіючи з оброблювальним ґрунтом, виконують технологічні процеси, під час якихзмінюються розміри, форма і фізичні властивості частинок структури продуктивногошару від яких залежить біологічні властивості, водно-повітряний іпоживний режим та рівень врожайності… Томузастосування робочих органів сприяє не тільки підвищенню продуктивності праці,а й свідомій дії на ґрунт, рослинні й тваринні організми з метою створеннянеобхідних умов для виконання наступних виробничих процесів.
Цеобумовлено тим, що формування продуктивного шару ґрунту в процесі механічногообробітку є одним з основних факторів регулювання гумусного балансу ґрунту,агрофізичних, біологічних, агрохімічних властивостей та родючості ґрунту.
Характерно,що такий процес найбільше енергоємний, на його виконання припадає біля 40% енергетичнихі 25% затрат праці. При цьому під дією ходової системи важких тракторів класу3,0; 4,0; 5,0;, ґрунтообробних машин і знарядь ґрунт надмірно ущільнюється (утворюєтьсяплужна підошва), що теж призводить до погіршення агрофізичних і іншихвластивостей ґрунту (орного та підорного шару), ерозії продуктивного шару тазниження врожайності с/г культур.
Взв’язку з цим розробка раціональних способів формування структури продуктивногошару у створені сівозмін різної спеціалізації має першочергове значення.
Відомо,що процес диференціювання орного шару за даними досліджень ННЦ «Інститутземлеробства» проходить повільними темпами. Адже верхній шар ґрунту біологічнобільш активний і він в основному визначає продуктивність рослин.
Зарезультатами попередніх досліджень, проведених при реалізації процесукомбінованого передпосівного обробітку ґрунту працівниками лабораторіїмеханізації та відділу землеробства Коломийської дослідної станції встановленонаступні параметри роботи машин-знарядь, оснащених дисковими батареями, ножовимротором і важкими зубовими боронами: при продуктивності МТА: />=1,2-1,7га/год, робочі ширині захвату />=2,4м.(величенні кута атаки 24°) ступень кришення ґрунту за глибиною обробітку />=6,0-12,0смзнаходиться в межах />=83,3…87,4%(зяблеваоранка після дискування стерні багаторічних трав), гребнистість поверхні поля
Присівбі озимих зернових культур за допомогою сівалок С3-3,6А, СНС-16, оснащенихдводисковими сошниками і кільце-ланцюговими загортачами нерівномірністьрозподілу насінин у ґрунтовому шарі />=2,8….4,2смскладає 53,3…67,1%, на поворотних смугах – 58,4…73,5%, через нерівномірністьзміни щільності ґрунту, порушення фракційно-агрегатної структури поверхневогошару під час передпосівного обробітку культиваторами типу КПС-4,0, оснащенимиважкими зубовими боронами БЗТС-1,0.
Тожв умовах Прикарпаття зміна структури агрегатного складу дерново-підзолистихповерхнево-оглеєних ґрунтів та їх водно фізичних властивостей є важливим агротехнічнимзаходом.
Мета дослідженьє формування якісного агрегатно-фракційного складу і зниження ступеня щільностіґрунту за трьома шарами оброблювального горизонту 0-4см 5-8 та 9-16см,реалізація процесу локальної сепарації частинок в зоні розміщення посівноголожа.
Завдання дослідженняє:
визначенняпоказників агротехнологічної оцінки агрегатного складу оброблювальногогоризонту h=0-16см;
вивченняхарактеристичних ознак операцій кришення-розпушування ґрунту для розробкитехнологічного регламенту їх у зональних умовах;
обґрунтуванняконструктивного-режимних параметрів робочих органів ротаційного сепаратора.
Об’єкт досліджень:процес формування продуктивного шару ґрунту, ротаційний сепаратор.
Предмет досліджень:явища зміни структурно – агрегатного складу поверхневого насіннєвого шаруґрунту під дією робочих органів сепаратора.

РОЗДІЛ 1. Аналітичний оглядлітератури
 
1.1 Агротехнологічні вимоги до процесу формуванняагрегатної структури продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зерновихкультур
Обробіток ґрунту є складовою частиною землеробства. Рілля після основногообробітку зазнає також дії додаткових операцій, які виконуються культиваторами,боронами та іншими сільськогосподарськими машинами та знаряддями.
Отримання стабільних урожаїв сільськогосподарських культур пов'язане звчасним і якісним проведенням поверхневого обробітку ґрунту та створеннямсприятливих умов для розвитку культурних рослин у період вегетації. Важливемісце в цьому процесі посідають культиватори.
Привиконанні передпосівної культивації основним її завданням є створеннясприятливих умов для проростання насіння і дальшого росту рослин. У виробничихумовах культиватор з підрізувальними лапами є одним з кращих знарядь, бо шар ґрунтуне перевертається і менше висушується. Такі лапи не руйнують структуру іутворюють ущільнення шару ґрунту, забезпечують капілярне підтягування вологи донасіння.
Заумов проведення декількох культивацій, перші – необхідно робити глибше, аостанню – на глибину загортання насіння – hз.н даної культури. Однак, коли в ґрунтібільше запаси вологи(Wв>25мм.) і при обробітку ґрунтів важких за механічнимскладом, завершальну культивацію необхідно виконувати на глибину h=1,5-2,3 />Зурахуванням того, щоб не оголювати глибші, зволоженні шари ґрунту і не допускатиперемішування з верхніми, більш сухими шарами.[1,3,6]
Прицьому, напрямок останньої культивації перед сівбою не повинен збігатися знапрямком сівби. На не великих схилах (/> )культивацію потрібно проводити в поперек або під кутом до оранки, а на великих– по горизонталях. Однак залежно від стану ґрунту та розмірів насіння (дужерозпушений, нестача вологи, дрібне насіння) перед сівбою та після сівби його коткують(для доброго вирівнювання ґрунту загортання насіння на однакову глибину іпоявлення дружніх сходів).
Увипадку, коли ґрунт із зими вийшов у досить пухкому стані, особливо посушливоювесною використовують борони культиватори ВНІЦ-Р, якими можна розпушувати ґрунтна 5-7см без надмірного його перемішування і висушування. Таке знаряддя –зубова борона типу «ЗІГ-ЗАГ», яку оснащено розпушувальними лапами. Щобзабезпечити кращу якість розпушування ґрунту, висоту стояків лап роблять неоднаковою; по перших рядах стояки коротші, а в дальших – довші. Це дає змогувести пошаровий обробіток ґрунту, оскільки передні лапи заглиблюються на меншуглибину, а середні і задні – на більшу. Важливо, що під час перед посівногообробітку треба якнайкраще розпушувати ґрунт, щоб запобігти утворення напосівах кірки.
Основнимипоказниками якості є: .[6,8]
v своєчасне проведення робіт;
v відсутність огріхів;
v належні напрямки руху ґрунтообробнихмашин;
v глибина розпушування і її рівномірність;
v дрібно-грудковатий стан верхнього шару ґрунтуі відсутність брил;
v вирівняність поверхні ґрунту;
v повне підрізування бур’янів;
v ступень розпушеності і щільності ґрунту.
Однією з ключових умов передпосівного обробітку ґрунту є недопущеннярозриву в часі між передпосівним обробітком ґрунту і сівбою (проміжок часу міжпередпосівним обробітком і сівбою має становити не більше витрат часу назабезпечення 3-4 проходів посівного агрегату). Недотримання цієї вимогипризводить до пересихання поверхневого розпушеного шару ґрунту і як наслідок — до зниження польової схожості і дружності сходів насінин культурних рослин. Убільшості господарств України через недостатню забезпеченість ґрунтообробнимиагрегатами часто спостерігається таке явище, що призводить до зрідження сходівабо навіть пересіву площ в роки з посушливою весною. Одним із шляхів вирішенняцієї проблеми є застосування високопродуктивних комбінованих багатоопераційнихагрегатів, які за один прохід забезпечують розпушування, вирівнювання поверхніґрунту та його необхідне ущільнення. Ці агрегати не переущільнюють ґрунт, щохарактерно для традиційного обробітку, а завдяки формуванню добре розпушеногоповерхневого шару зменшують випаровування вологи. Господарствам, які надаютьперевагу сівбі на кінцеву густоту і не застосовують ручне або механічнеформування густоти сходів, гарантоване отримання рівномірних і дружних сходів
Підпосів ранніх ярих першу культивацію проводять зразу після закриття вологи, щоб небуло розриву в час між передпосівним обробітком і сівбою. Розрив між цимиопераціями потрібний лише на вологих і низинних ґрунтах та в зональних умовахПрикарпаття, коли буває значна кількість опадів.
Впроцесі формування продуктивного поверхневого шару основними показникамиагроконтролю перед сівбою є такі;[9,11,14]
ü щільність ґрунту (пошарово від 3-10см)0,7…1,5г//>;
ü твердість ґрунту на ½ глибинизаробки насіння 1…2кг//>;
ü твердість ґрунту на глибині заробкинасіння –5…12кг//>;
ü необхідна глибина культивації за 15 – 20днів до сівби – 7…20см;
ü необхідна глибина передпосівноїкультивації 4…10см;
ü грудкуватість ґрунту (розміру грудок>5см) 0…20шт//>.
Ефективністьґрунтообробних робочих органів на макроструктурі частини ґрунту – грудкинеобхідно враховувати при розробці схем комбінованих агрегатів, а такожтехнологічних карт та регламенту виконання механізованих операцій для ґрунтово-кліматичних умов показником ефективності найбільш доцільно вважати ймовірністьруйнування грудок від зустрічної дії органів.
 
1.2 Характеристика та зональні особливостіпроведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зернові сільськогосподарськікультури
 
Операціїпередпосівного обробітку ґрунту під с/г культури визначається за особливостямикультури та умовами, в яких вона вирощується. Він повинен забезпечити створенняоптимальних умов для проростання насіння, росту і розвитку рослин. Виконання цихзавдань досягається шляхом боронування, шлейфування, культивації, прикочування.
Боронуваннямрозпушують верхній шар ґрунту, знищують бур’яни і вирівнюють поверхню оранкидля скорочення випаровування вологи. З цією метою використовують зубові борони:важкі, середні і легкі. Важкі борони інтенсивніше розпушують верхній шар ґрунту(h=4…6см). при цьому сила тиску кожного зуба у важкій бороні становить 20 Н,середній-10-12 Н, легкі 6-8Н. [9]
Вибратитип борони для формування поверхневого шару необхідно з урахуванням стану ґрунту.При можливості використання середніх або легких борін не треба використовувативажкі, бо вони утворюють мікрогрудкувату структуру. Не залежно від типу боронив процесі її роботи зуби утворюють в ґрунті окремі борозенки на однакійвідстані (49мм) між ними. Якщо хід зубів має попередні зміщення це означає, щоборозна неправильно приєднана до трактора. Для недопущення цього необхідно, щобтяги, які з’єднують ланки борони із штельвагою і ланки, які з’єднають її, зщіпкою були однакової довжини. Це забезпечується регулюванням довжини з’єднувальнихтяг.
Шлейф-боронипрацюють аналогічно легким зубовим. Однак порівняно з ними слабкіше розпушуютьповерхневий шар, але краще вирівнюють поверхню.
Метоюдопосівної культивації як і боронування є очищення полів від бур’янів,накопичення і збереження вологи. Але при культивації верхній шар ґрунтуобробляють на глибину 8-10 або 12-14 см, а перед сівбою – на глибину розміщеннянасіння.
Аналізтехнологічних процесів боронування та культивації засвічує що в зоні формуванняпосівного ложа структура ґрунтового шару крупнозерниста, що не забезпечуєагротехнологічні вимоги процесу. Тож важливим фактором обробітку єприкочування. Воно дозволяє ущільнити відповідні шари ґрунту, інтенсифікуватиприток вологи по капілярах з нижніх шарів у верхні і забезпечує ущільнення ложадля насіння, контакт їх з ґрунтом, що відповідно підвищує польову схожістьнасіння. Адже нормальне проростання насіння забезпечується при наявності води,тепла і кисню повітря. А переущільнений ґрунт має меншу водопроникність тааерацію, в ньому погано розвивається коренева система, зменшується кількістьлегкодоступних форм мінеральних з’єднань, слабо протікають мікробіологічніпроцеси. Через це ґрунт необхідно розпушувати культиваторами розпушувачами типуКР-4,5. Ці культиватори призначені для основного та передпосівного суцільногорозпушення ґрунту на глибину до 16 см та обробітку чорних парів.
Робоча швидкість до 2,4 м/с.Агрегатується з тракторами тягового класу 3.Культиватор- розпушувач КР-4,5 складається з рами встановлених на ній начіпного пристроюта опорних коліс з механізмами регулювання глибини обробітку ґрунту жорсткоприєднаних де неї в шаховому порядку двох рядів стрілчастих лап (9 шт.) ташарнірно з'єднаного з рамою дворядного дискового подрібнювача. .[9]
Однією із основних перевагкультиваторів для поверхневого та мілкого розпушення (на 5… 16 см) ґрунту наддисковими боронами є утворення вирівняного дна борозни, що важливо дляформування посівного ложа при передпосівному обробітку. Робочими органамизнаряддя є стрілчаста лапа для мілкого обробітку в комбінації із дисковимподрібнювачем.
Технологічний процес роботикультиватора-розпушувача має істотні особливості. Під час роботи на глибину5...8 см стабілізаторами глибини обробітку є стрілчасті лапи. Культиваторпрацює на забур'янених полях, а також по попередньо обробленому агрофону(оранці чи розпушенню), в умовах підвищеної вологості та на пересушенихґрунтах. У разі роботи на попередньо розпушених фонах, у процесі виконаннязаключних операцій перед сівбою до дискового подрібнювача приєднують зубовіборони.
Наоснові багаторічних досліджень інституту сільського господарства ім. Докучаєвата даних с/г дослідних станцій рекомендована наступна система зяблевогообробітку ґрунту. Поле з-під різних культур, які засмічені мало річними бур’янами,лущити дисковими лущильниками на глибину 6-8см з наступною зяблевою оранкою припояві основної маси сходів бур’янів. Поля з багаторічними кореневищними бур’янамивимагають двох лущень: перше проводиться дисковими лущильниками на глибину 6 –8см одночасно із збиранням або слід за ним, друге – корпусними лущильниками наглибину 10 – 12 або 12 – 14см при появі розеток. [8,10]
Типробочих органів вибирають залежно від стану ґрунту і забур'яненості поля. Наранньовесняній культивації при невеликій щільності ґрунту та відсутностібур'янів культиватори обладнують пружинними лапами. У разі відсутності цих лапвстановлюють укорочені стрілчасті лапи з шириною захвату 100-120 мм. Під часроботи такі лапи менше залишають і не вивертають на поверхню вологий грунт ізнижніх шарів. Для обробітку слабо-забур'янених полів на короткі гряділіпереднього ряду культиватора встановлюють стрілчасті лапи з шириною захвату 270мм, а на довгі гряділі заднього ряду — 330 мм. При значній забур'яненості накоротких і довгих гряділях встановлюють стрілчасті лапи з шириною захвату 330мм із перекриттям по ширині 5-6 см. Для знищення бур'янів із розвинутоюкореневою системою на культиватор у три ряди встановлюють розпушувальні лапи.Для вичісування коренів паросткових бур'янів і культивації ґрунтів підвищеноївологості використовують списоподібні лапи на посиленому пружинному стояку.
Приналагодженні культиваторів регулюють кут входження лап у ґрунт, від якогозалежать якість роботи та тяговий опір культиваторів. Передпосівну культиваціюдерново-підзолистих легких і середніх ґрунтів на глибину 6-8 см виконують пригоризонтальному встановленні лап. При культивації на глибину 8-10 см лапивстановлюють у положення, за якого кут входження становить 1-1,5°. Длякультивації важких ґрунтів на глибину 10—14 см стоякам стрілчастих лап надаютьположення, за яким вони виходять уперед на кут до 3°.
Важливимагротехнологічним прийомом підвищення продуктивності дерново-підзолистих ісірих опідзолених ґрунтів є також поглиблення орного шару в західному регіоніУкраїни. Про це свідчать результати досліджень в НДІ землеробства ірослинництва західних регіонів. Так, наприклад найбільшу ефективністьпоглиблення орного шару проявилася при вирощувані цукрових буряків і картоплі (за схемою h=25+45см). Прибавка коренеплодів цукрових буряків в середньомусягала 87-96 ц/га (врожайність без ґрунто-поглиблення 381 ц/га), в тому числі врезультаті поглиблення 35-46 ц/га, внесення добрив 50-54 ц/г. Характерно, щопри цьому поглиблення орного шару сприяло більш ефективного використаннюдобрив. Якщо прибавка врожайності коренеплодів без добрив при поглибленніорного шару складало 106-120 ц/га, то без поглиблення – лише 39-56 ц/га, тобтов 2-3 рази менше. У підвищенні врожайності на частку добрив припадає 53-60%, ана частку поглиблення орного шару – 40-47%.
Відповідноврожайність картоплі на фоні підвищення доз добрив (N90 P90 K90) і поглибленняорного шару підвищилась в середньому до 246-250ц/га або 46-50 ц/га, а озимоїпшениці зросла до 41-43 ц/га в першій ротації і до 44-45 ц/га у другій, ячменювідповідно до 27-31 ц/га.
Позитивнийвплив такого обробітку впливає на якість урожаю. Зокрема цукристістькоренеплодів цукрових буряків при поглиблені на 30 см і внесенні звичайноїнорми добрив підвищилася до 17,1% (в контролі – 16,6%). Крохмалистість картоплізмінилася в незначній мірі (14,9-15,2%). Вміст білка в зернах пшениці підвищивсяз 11,28-12,0%, клейковини з 23-27 до 25-28,5%, протеїну в травосуміші конюшиниз тимофіївкою – 16,4-16,90% в першому укосі і з 17,03-18,42% — в другому.Відповідно підвищується вміст легкогідролізованого азоту в шарі 30-40 см, афосфору і калію – в шарі 10-40см у варіантах внесення звичайних доз добрив. .[12]
Механічнийобробіток потужного малогумосного чорнозему у Лісостепу України проводиться зметою надання оброблюваного шару ґрунту дрібко грудкуватого стану. За данимидосліджень Білоцерківського с/г інституту оптимальна об’ємна маса оброблюваногошару такого ґрунтового горизонту складає 1,1…1,2 г//>.Однак при цьому різні с/г культури неоднаково реагують на щільність складугрунту. Оптимальна щільність в момент сівби для цукрових буряк і горохувідповідає ущільненому стану ґрунту з об’ємною масою 1,2-1,3 г//>;для кукурудзи ячменю – розпушеному стану з Мv=0,9-1,1г//>;для озимої пшениці – мало ущільненому стану Мv=1,1-1,2 г//>;
Взоні Лісостепу родючість частин орного горизонту( 0-10,10-20,20-30см) длярізних культур неоднакова. Наприклад, врожай цукрових буряків отримують вищий,якщо шар ґрунту 0-30см утворюється з середньої частини (10-20см) необробленогоорного шару після збирання озимої пшениці, а ячменю – з верхньої частини0-10см.
Взаємнийперерозподіл, тобто переміщення частин орного шару під впливом обробітку ґрунтуна 30 см для різних культур теж різний. Так для ячменю сприятливе розміщеннячастин орного шару зверху вниз виражено в такій послідовності:20-30-0-10-10-20см, а для цукрових буряків – 20-30-10-20-0-10см. Характерно, щооптимальна частина орного шару ґрунту для різних культур теж має відмінності.Врожайність ячменю з збільшенням глибини обробітку ґрунту підвищується приh=20-24см, а при h >24см – врожайність знижується. Необхідно зазначити щопід впливом технологічних схем різноглибинного обробітку ґрунту з обертаннямоброблювального шару різних змін в агрофізичних властивостях,верхньо-повітряному і живильному режимах ґрунту не проходить. .[12]
Навідміну від різноглибинного обробітку безполицевий під всі культури на таку жглибину як і оранка, викликає більшу їх диференціацію і супроводжуєтьсязниженням продуктивності зерно-буряківничої сівозміни. Але безполицевийобробіток ґрунту на глибину орного шару, а також поверхневий (10-12см) підозиму пшеницю проявляє позитивний вплив на агрегатно-структурний стан ґрунтунижній частині (20-30см) орного шару і негативний у верхній частині (0-10см)порівняно з іншими загальними схемами різноглибинного обробітку в сівозміні.
 
1.3 Техніко-експлуатаційна оцінка одноопераційнихмашин-знарядь та агрегатів
Усільському господарстві важливу роль відіграють механічні засоби виробництва — трактори, автомобілі, та інші робочі і силові машини. Для здійснення процесувиробництва кожне сільськогосподарське підприємство повинно мати необхіднукількість відповідних засобів виробництва, і насамперед механічних (наприклад,комбінованих машин).
Комбінованімашини за способами здійснення технологічних процесів, можна об’єднати вдекілька груп:[16]
- комбіновані машини і агрегати, діють на ґрунту такій ж послідовності, як і окремі одноопераційні машини (вирівнюванняповерхні, розпушення з переміщенням, ущільнення);
- машини з робочими органами, що надаютьскладну дію іншим способом (наприклад, фрезеруванням замість вирівнювання іспушення з перемішуванням);
- машини, що надають комбіновану дію(фрезерування і подальше ущільнення).
Відповідноз наявними способами здійснення технологічних процесів розрізняють декількатипів комбінованих машин і агрегатів: [16]
ü агрегати, складені з декількоходноопераційних машин;
ü машини з декількома одноопераційнимиробочими органами;
ü машини з комбінованими (багатоопераційними)робочими органами;
ü комплексні агрегати.
Застосуваннякомбінованих агрегатів, складених з декількох одноопераційних машин, являється простимспособом виконання ряду технологічних операцій за один прохід агрегату. Такимиагрегатами, наприклад, є: плуг з катками, культиватор з боронами, культиваторз сівалкою і катками, і тому подібне.
Машиниз'єднуються в агрегаті ешелонно (одна за одною ), фронтально (поруч) або комбіновано.У першому випадку весь технологічний процес обробітку повністю здійснюється заодин прохід агрегату, в останніх випадках — за декілька проходів (2 або 3).
Ешелонованерозміщення машин до мінімуму скорочує проміжок часу між операціями і виключаєвплив на технологічний процес погодних умов, проте на вологих ґрунтах посилюєтьсязалипання робочих органів машин, які слідують за першою машиною (сівалок,катків). При даному розміщенні в основному застосовують причіпні машини абопершу навісну, а подальші — причіпні.
Прифронтальному розміщенні машин між операціями є певний проміжок часу (5 — 20 хв),що при дощовій погоді може заважати, а при хорошій — сприяти роботі агрегату. Крімтого, при такому розміщенні машини знаходяться ближче до трактора і агрегатможе бути використаний навісним.
Основноюперевагою описаного способу є те, що комбіновані агрегати складають з наявнихсерійних машин без їх переробки або з незначними доповненнями (устаткуваннямзчіпними пристроями для з'єднання машин між собою). Недоліком є те, що такікомбіновані агрегати громіздкі і металоємні. В порівнянні з одномашиннимиагрегатами вони мають знижені коефіцієнти готовності, технічного використання івикористання змінного і експлуатаційного часу. Крім того, машини, що входять вагрегат, зазвичай розраховані на самостійну роботу з тракторами при їх оптимальномузавантаженні. Тому вони часто не узгоджуються по ширині захвату і оптимальноїшвидкості роботи і буває важко підібрати оптимальні параметри складеногокомбінованого агрегату. Все вищезгадане є причиною обмеженого використанняагрегатів, що складаються з декількох одноопераційних машин.
Більшраціональнішим рішенням є комбінована машина-агрегат (машини з декількомаодноопераційними робочими органами), на загальній рамі якої послідовнорозміщені різні за призначенням робочі органи або секції робочих органів,запозичені від простих машин. Прикладами таких машин є плуг ПРК-4-42 зрозпушувачем підорного шару, комбіновані культиватори КШП-8, КПС-4, УСМК-5,4 іРВК-3,6. Агрегат основної і передпосівної підготовки ґрунту АКП-2,5 складаєтьсяз двох секцій і поєднує ознаки першого і другого типів.
Техніко-експлуатаційнуоцінку одноопераційних машин-знарядь та агрегатів можна розглянути на прикладіплуга ПРК-4-42 з розпушувачем підорного шару та комбінованого культиватораКПС-4.
Плуг-розпушувачкомбінований ПРК-4-42 (П— плуг; Р — розпушувач; К — комбінований; 4 — кількість корпусів; 42 — шириназахвату одного корпусу, см) призначений для виконання полицево-чизельного абополицево-плоскорізного основного обробітку ґрунту на глибину 25...35 см підкультури II технологічної групи. Він складається з рами, встановлених на нійверхніх полицевих корпусів та розпушувачів, механізму приєднання до трактора таопорного колеса. [9]
Технологічний процес оранки зпоглибленням орного шару ґрунту характеризується підрізуванням, розпушенням,обертанням та переміщенням верхньої скиби і розпушенням без переміщеннянижньої. Розпушення може здійснюватися плоскорізним або чизельним робочиморганом. При застосуванні плоскорізного робочого органу відбувається повнепідрізування нижнього шару ґрунту, а отже, і коренів багаторічних бур'янів.Проте створюються умови для виникнення «плужної підошви». Такий процес(полицево-плоскорізний обробіток ґрунту) реалізовано на ярусних плугах задопомогою змінного плоскорізального корпусу нижнього ярусу. Щодо другоговаріанту виконання технологічного процесу оранки з поглибленням орного шаруґрунту, то застосування чизельного робочого органа дає змогу виконувати обробіток(полицево-чизельний) без створення «плужної підошви», проте й без підрізуваннякоренів бур'янів у нижньому шарі. Конструктивно-технологічніпараметри встановлення чизельного робочого органа мають відповідати певнимумовам. Положення розпушувача відносно плужного корпусу характеризуєтьсяпараметрами ас та с, що визначаються з виразів
0
де /> — висота гребенів на дні борозни; β — кутсколу нижньої скиби.
Для ефективного (100 %) знищення «плужної підошви» розпушувачі маютьпрацювати на глибині не менше ніж
a1≥/> + ∆h

де /> — ширина долота розпушувача;∆h —глибина вдавлення долота розпушувача у ґрунт.
Технологічний процес оранки з поглибленням орного шару ґрунту реалізованопри застосуванні змінних робочих органів на ярусних плугах та в комбінованихплугах-розпушувачах. Він займає проміжне положення між глибокою (25...35 см)ярусною та мілкою (12...22 см) оранками за характером впливу на ефективністьвирощування сільськогосподарських культур. Глибину ходу верхніх полицевихкорпусів залежно від умов установлюють 12...22 см. Це та інші регулювання здійснюютьсятак само, як і.на ярусному плузі.
Культиваторпаровий швидкісний КПС-4 (К— культиватор, П — паровий, С — швидкісний, 4 — ширина захвату, м) призначенийдля передпосівного суцільного розпушення ґрунту на глибину до 12 см та очищенняґрунту на чорних парах від бур'янів з одночасним боронуванням. Робоча швидкістьдо 3 м/с. Випускається у причіпній або начіпній модифікаціях. Один культиваторагрегатується з тракторами класу 0,9 і 1,4. Два культиватори зчіпкою СГ-11Уз'єднують з тракторами тягових класів 3. Чотири культиватори зчіпкою СГ-16агрегатують з тракторами класу 5.
Причіпний культиватор КПС-4 складаєтьсяз рами, 2 колісз пневматичними шинами, сниці, робочихорганів, приєднанихдо гряділів, начіпного механізму для приєднання борінта механізму регулювання заглиблення робочих органів. Рамакультиватора зварна чотирикутної форми.На передньому брусі, виготовленому з квадратної труби, приварені скоби до якихшарнірно приєднані гряділі з робочими органами. До комплекту культиватораналежать шість довгих, два обвідних, три коротких і п'ять бічних гряділів. Іззаднім брусом рами гряділя з'єднані через натискні штанги. Допереднього бруса шарнірно приєднана сниця і ходові колеса. Для регулюванняглибини ходу робочих органів є механізми гвинтового типу. Гвинт кожногомеханізму з'єднаний з кронштейном колеса і бічним променем сниці. Цимимеханізмами можна змінювати положення ходових коліс відносно рами. Культиваторкомплектують універсальними стрілчастими лапами з шириною захвату 270 і 330 ммабо розпушувальними лапами з пружинними стояками.Пристрій для начіплювання борін складається з чотирьох штанг,приєднаних до рами культиватора і попарно з'єднанихміж собою поперечними брусами. Кожний поперечний брус має по чотири знижувачі,до яких прикують борони. До культиватора додається спеціальний шарнір, яким з’єднуютькультиватори при шеренговому агрегатуванні.[9]
У начіпномукультиваторі КПН-4 замість причіпної сниці до рами скобами і болтами кріпитьсямеханізм навішування на трактор. Цей культиватор комплектують укороченимигряділями.
Перевагоюкомбінованих машин даного типу, в порівнянні з першим, є велика компактність іменша металоємність, що дозволяє частину машин робити навісними абонапівнавісними. Перевагою таких машин є можливість використання робочих органіві секцій серійних машин в потрібному поєднанні. До недоліків слід віднестискладнішу конструкцію рами, нагромадження на ній робочих органів, що інколиутрудняє обслуговування машини, збільшує тенденцію до забивання ґрунтом ірослинними залишками, знижує експлуатаційну надійність у порівнянні з простимиодноопераційними машинами.
Впершому розділі – «Аналітичного огляду літератури», висвітлено три питання вяких розкрито важливі аспекти даного розділу. Це, насамперед, описано агротехнологічнівимоги до процесу формування агрегатної структури продуктивного шару передсівбою ярих та озимих культур, показано характеристику та зональні особливостіпроведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зернові сільськогосподарськікультури та дано техніко-експлуатаційну оцінку одноопераційних машин-знарядь таагрегатів.
Отримання стабільних урожаїв сільськогосподарських культур пов'язане звчасним і якісним проведенням поверхневого обробітку ґрунту та створеннямсприятливих умов для розвитку культурних рослин у період вегетації.Саме це показано у питанні про агротехнологічні вимоги до процесу формуванняагрегатної структури продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зерновихкультур, адже важливе місце в цьому процесі посідають культиватори (Увипадку, коли ґрунт із зими вийшов у досить пухкому стані, особливо посушливоювесною використовують борони-культиватори ВНІЦ-Р). При виконанні передпосівноїкультивації основним її завданням є створення сприятливих умов для проростаннянасіння і дальшого росту рослин.
Операціїпередпосівного обробітку ґрунту під с/г культури визначається за особливостямикультури та умовами, в яких вона вирощується тому це питання висвітлено удругому пункті даного розділу. Тут дана характеристика проведенняпередпосівного обробітку грунту під ярі сільськогосподарські культури. Адже длязабезпечення їхнього росту потрібне створення оптимальних умов для проростаннянасіння, росту і розвитку рослин. Виконання цих завдань досягається шляхомборонування, шлейфування, культивації, прикочування. Боронуванням розпушуютьверхній шар ґрунту, знищують бур’яни і вирівнюють поверхню оранки дляскорочення випаровування вологи для цього слід правильно вибрати типи боронидля формування поверхневого шару з урахуванням стану ґрунту. Шлейф-борони працюютьаналогічно легким зубовим. Однак порівняно з ними слабкіше розпушуютьповерхневий шар, але краще вирівнюють поверхню. Метою допосівної культивації які боронування є очищення полів від бур’янів, накопичення і збереження вологи.Але при культивації верхній шар ґрунту обробляють на глибину 8-10 або 12-14 см,а перед посівом – на глибину загортання насіння. Оскільки, аналіз технологічнихпроцесів боронування та культивації засвічує що в зоні формування посівноголожа структура ґрунтового шару крупнозерниста, що не забезпечує агротехнологічнівимоги процесу, важливим фактором обробітку є прикочування. Воно дозволяєущільнити відповідні шари ґрунту, інтенсифікувати приток вологи по капілярах знижніх шарів у верхні і забезпечує ущільнення ложа для насіння, контакт їх зґрунтом, що відповідно підвищує польову схожість насіння. Не менш важливими єзональні особливості проведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зерновікультури, адже із зміною зональності змінюються агрокліматичні умови, щосупроводжують зміну обробітку ґрунту (дерново-підзолистих і сірих опідзоленихґрунтів — поглиблення орного шару в західному регіоні України, в зоні Лісостепутощо). Саме ці зміни показані у даному питанні.
Утретьому підрозділі дано техніко-експлуатаційну оцінку одноопераційнихмашин-знарядь і агрегатів, адже у сільському господарстві важливу рольвідіграють механічні засоби виробництва — трактори, автомобілі, та інші робочіі силові машини. Для здійснення процесу виробництва кожне сільськогосподарськепідприємство повинно мати необхідну кількість відповідних засобів виробництва,і насамперед механічних (наприклад, комбінованих машин які об’єднуються у певнігрупи і діляться на типи). Застосування комбінованих агрегатів, складених здекількох одноопераційних машин, являється простим способом виконання рядутехнологічних операцій за один прохід агрегату. Такими агрегатами, наприклад,є: плуг з катками, культиватор з боронами, культиватор з сівалкою і катками, ітому подібне. Техніко-експлуатаційну оцінку одно операційних машин-знарядь таагрегатів можна розглянути на прикладі плугу ПРК-4-42 з розпушувачем підорногошару та комбінованого культиватора КПС-4

РОЗДІЛ 2. Методика проведеннядослідження
 
2.1 Визначення параметрів процесу формування заданоїструктури ґрунту
Агротехнологічністроки передпосівного механічного обробітку ґрунту встановлювали, виходячи зособливостей технології вирощування с/г культур, ступеня забур’яненості поля істану ґрунту. Порівнюючи фактичний строк із встановленим, визначаливідповідність терміну своєчасного обробітку.
Відсутністьогріхів. Визначили цей показник оглядом обробленого поля по двох діагоналях.Щоб усунути можливість залишення необроблених смуг між суміжними проходами,агрегати рухалися з перекриттям В=10-15см. При цьому провіряли стан обробітку поворотнихсмуг і кінців поля.[4]
Напрямокруху культиваторів. Під час роботи МТА стежили за тим, щоб культивація нарівній площі була проведена в поперек оранки( для підвищення ступенярозпушування ґрунту і рівномірного загортання насіння).
Прикультивації у два сліди, агрегат (МТЗ-82+КПС-4,0) рухався в тому напрямку, що йі сівалки, тобто у поперек оранки. А в весняний період кожний наступнийобробіток поля проводили поперек попередньої культивації.
Глибинаобробітку. Визначали її на площі, яка відповідала змінній нормі МТА, у десятьохмісцях по довжині гонів по всій ширині захвату машин – знарядь та комбінованихагрегатів. Вимірювання проводили лінійкою з сантиметровими поділками, опускаючиїї в пухкий ґрунт до рівня розміщення не розпушеного шару; там де проводиливимірювання, ділянку вирівнювали (/>=3…4см).Глибину обробітку крім вказаного способу під час роботи культиватора КПС – 4,0встановлювали і по заглибленню його робочих органів в ґрунт.
Рівномірністьглибини обробітку визначали по відхиленнях окремих вимірювань від середніхданих. Вона неповинна перевищувати 1см. При цьому враховували що при глибинірозпушування >12см у суху погоду зменшили глибину ходу культиваторних лап в
Перевіркупрофілю дна розпушеного зубовими і ротаційними робочими органами проводили утрьох місцях поля. Очищали розпушений шар ґрунту по всій ширині захвату машиничи агрегату і на очищене дно накладали лінійку і вимірювали відстань від неї доокремих частин дна.
Якщонерівномірність дна перевищувала 1см то це усували відповідним встановленнямробочих органів техзасобів.
Гребинястістьвимірювали в 10 місцях рейкою з лінійкою (дод.1.рис.1); гребинястість під часмеханічного передпосівного обробітку допускається незначна; висота гребенів іглибина борозенок не повинні перевищувати 3-4см. Якщо вона перевищувала цю величину,поле додатково забороновували.
Дрібногрудочкуватий стан верхнього шару ґрунту і відсутність брил. Стан верхньогошару ґрунту визначали оглядом поля. Бриластість ґрунту вимірювали накладаннямметрових рамок по двох діагоналях поля у п’ятнадцятьох місцях і підрахункомпроцента площі, зайнятої брилами діаметром понад 3см. При наявності брил післяпроходу МТА перед посівом зернових колоскових культур поле додатково обробляликільчасто-шпоровими катками ЗКШК-6А, щоб діаметр частинок ґрунту не перевищував3см. Розміри грудок в оброблених шарах ґрунту визначали за допомогою лінійки зміліметровими поділками.
Вирівнюваністьґрунту визначали оглядом ріллі по діагоналі поля. В тих місцях, де булизвивисті гребені і роз’ємні борозни, поверхня ріллі була рівна.
Ступіньрозпушення і щільність ґрунту. Ці показники визначали за глибиною обробіткуплощі по кількості технологічних проїздів МТА з урахуванням зміни трьохпараметрів робочої швидкості руху МТА, м/с. Ступінь розпушення визначали наоснові даних про попередню глибину обробітку, виміряну до рівня не обробленоїоснови і глибини на вже фінішному обробленому проході МТА. Порівнявши другувеличину та першу отримали коефіцієнт, якій характеризує ступінь кришення ґрунтув процесі завершального технологічного проїзду МТА. На добре розпушених ґрунтахкоефіцієнт розпушення повинен бути від 1,4…1,8.
Об’ємнумасу ґрунту (г//>)визначали за допомогою циліндричного відбірника проб, об’єм якого складав 180 /> .Його заповнювали ґрунтом шляхом занурення у відповідний продуктивний шар ґрунтовогогоризонту (п: п 2,2). Після зважування проби об’ємну масу визначали завідношенням величини зважувальної проби і фактичного об’єму заповненої частинициліндру.[5]
Длявизначення твердості ґрунту використали твердомір Голуб’єва, якій складається зциліндричного корпуса, рухомого плунжера з пружиною, опорної пластини зфіксатором, рухомого кільця з позначкою та конусного наконечника. На поверхніплунжера безпосередньо над опорною пластиною є шкала для визначення величинизаглиблення конусного наконечника в ґрунт.[6] При ручному натисканні нациліндричний корпус плунжер з конусним наконечником переміщається вниз, стискаючипружину.
Конуснийнаконечник заглиблюється у шар ґрунту до моменту контакту опорної пластинки.Завершальним етапом вимірювання твердості ґрунту є потріскування фіксатора. Прицьому позначка рухомого кільця приладу вказує на максимальну твердість ґрунту узоні вимірювання агрофону. Перед кожним новим заміром рухоме кільце з позначкоюнеобхідно встановити на нуль. Фактичне значення твердості ґрунту визначаємо запоказами шкали і співпадання позначки рухомого кільця. Довжина шкали (60мм)відповідає максимальному ходу плунжера. При цьому враховуємо співвідношення:

(2.1)/>
де/>–твердість ґрунту, кг//>;
/> –покази рухомого кільця, кгс;
S– лобова площа конусного наконечника,/>.
Похибкавимірювання ∆=3%.
Фракційнийвміст частинок ґрунту визначали за допомогою стандартного набору лабораторнихсит.
 
2.2 Контрольно-вимірювальні обладнання: загальнабудова, удосконалення наявних засобів, принцип дії та специфіка використання.
Длявизначення щільності ґрунту використовують твердомір Голуб’єва. Твердість ґрунтупотрібно визначати не менше чим в п’ятикратній повторності на 1 /> ТвердомірГолуб’єва має конусоподібний плунжер завдовжки 10 см з площею перетину в основі2 /> (Рис2.1).
/>
Рис2.1.Твердомір Голуб’єва.
Плунжерз’єднаний з штоком, поміщеним в порожнистий корпус з кришками. У нижній частиніштока нанесена шкала і змонтований сигнальний пристрій. На верхню частину штокавстановлено три пружини різної пружності.
Твердістьґрунту визначають в такій послідовності. Покажчик-движок на штоку пересувають внижнє положення так, щоб риски движка збіглася з нульовим діленням, одночасноштифт-покажчик всувають до клацання. Прилад ставлять вертикально на поверхнюґрунту і плавно вдавлюють конус в ґрунт. При зануренні конуса на 10 см роздаєтьсяклацання — визначення закінчене. Відлік опору ґрунту виробляють по положеннюриски на кільці і поділкам на шкалі. Наприклад, якщо риски кільця збіглася зділенням на цифрі 25, то твердість ґрунту дорівнюватиме 25: 2= 12,5 кг//>,оскільки площа поперечного перетину конуса в основі рівна 2 />.[6]
Привизначенні твердості ґрунту приладом Голуб’єва необхідно уникати різкихнатисків і ударів, аби не отримати випадкових величин.
Дляспрощення й прискорення відбору зразків мінерального ґрунту з глибини, безулаштування шурфів, можна використати об’ємний бур Колеснікова. (рис. 2.2). Привідборі зразка ґрунту буром Колеснікова слід звичайним буром діаметром трохибільшим за діаметр об’ємного буру вибрати зі свердловини ґрунт до необхідноїглибини. У свердловину опустити об’ємний бур на штанзі і зробити на нійпозначку на 8…9 см вище поверхні землі. Ударами спеціального молотка по штанзізабити бур до позначки.[5]
/>
Рис.2.2.Бур для відбору ґрунту при визначенні об’ємної щільності: 1 – штанга металева;2 – основа бура; 3 – об’ємне кільце (50 см3); 4 – наконечник із ріжучимокрайком

Далінахилити штангу вліво-вправо, від і до себе та витягнути бур із свердловини. Збуру слід скрутити наконечник з ріжучою окраїною і легким натиском із сторониостаннього виштовхнути об’ємне кільце з ґрунтом. Гострим ножем з обох сторінкільця зрізати надлишки ґрунту. В кільці залишається зразок ґрунту об’ємом 50 />.З кільця ґрунт перемістити у підготовлений чистий, сухий і зважений алюмінієвийстаканчик (бюкс), закрити кришкою.
 
2.3 Будова, принцип дії експериментальногоротаційного сепаратора МТА
Основнимиконструктивними елементами ротаційного сегментно-дискового сепаратора,призначеного для часткової сепарації частинок ґрунту, вирівнювання –розпушування оброблювального шару і формування посівного ложе (3-4см) є:трубчастий вал, кільцевий диск з сегментами, решітчастий робочий орган,регулятор глибини обробітку та кута нахилу диска, кронштейна для кріплення досекції машини – знаряддя (у культиваторів КПС -4,0 – за стрілчастою лапою6).(див.дод 4 рис.3.1)
Робочийпроцес ротаційного сепаратора проходить в такому порядку. Під час рухумашино-тракторного агрегату стрілчасті лапи розпушують оброблюваний шар іпідрізають бур’яни. Внаслідок реакції ґрунту та впливу частинок цього шару насегменти кільцевий диск сепаратора обертається з коловою швидкістю, величинаякої залежить від зміни поступальної робочої швидкості МТА. Під впливомрешітчастого пальцевого робочого органу крупніші грудки подаються до різальнихелементів кільцевого диска і попадають у зону дії лопаток, які нахиленівідносно радіуса диска у радіальному напрямку на кут α. Ці частинки подрібнюються,а дрібніші просипаються поміж лопатками, утворюючи посівне ложе.
Врозділі про «Методику проведення дослідження », опрацьовано три питання в яких показанота розкрито важливі питання даного розділу. Тобто визначено параметри процесуформування заданої структури ґрунту, описано контрольно-вимірювальнеобладнання: загальну будову, удосконалення наявних засобів, принцип дії таспецифіка використання, а також показано будову та принцип дії ротаційногосепаратора.
Упершому підрозділі про визначення параметрів процесу формування заданоїструктури ґрунту, розкрито такі процеси як відсутність огріхів, напрямок рухукультиваторів, глибина обробітку ступеня та розпушення і щільність ґрунту тощо.Адже саме агротехнологічні строки передпосівного механічного обробітку ґрунтувстановлювали, виходячи з особливостей технології вирощування с/г культур,ступеня забур’яненості поля і стану ґрунту. Порівнюючи фактичний строк ізвстановленим, визначали відповідність терміну своєчасного обробітку.
Контрольно-вимірювальніобладнання: загальна будова, удосконалення наявних засобів, принцип дії таспецифіка використання охарактеризовано у другому пункті даного розділу, деописано прилади вимірювання щільності, твердості ґрунту тощо.
Будова,принцип дії, експериментального ротаційного сепаратора МТА є третім пунктомданого розділу. В ньому дано опис усіх перелічених вище аспектів даногопитання. Основним принципом дії експериментального ротаційного сепаратора МТА єконструктивний елемент ротаційного сегментно-дискового сепаратора, призначеногодля часткової сепарації частинок ґрунту та вирівнювання – розпушуванняоброблювального шару і формування посівного ложе (3-4см). Тому робочий процесротаційного сепаратора проходить в такому порядку. Під час рухумашино-тракторного агрегату стрілчасті лапи розпушують оброблюваний шар іпідрізають бур’яни. Внаслідок реакції ґрунту та впливу частинок цього шару насегменти кільцевий диск сепаратора обертається з коловою швидкістю, величинаякої залежить від зміни поступальної робочої швидкості МТА. Під впливомрешітчастого пальцевого робочого органу крупніші грудки подаються до різальнихелементів кільцевого диска і попадають у зону дії лопаток, які нахиленівідносно радіуса диска у радіальному напрямку на кут α. Ці частинкиподрібнюються, а дрібніші просипаються поміж лопатками, утворюючи посівне ложе.

 
РОЗДІЛ 3. Результатидосліджень
 
3.1 Агротехнологічна ознака агрегатного складупродуктивного шару ґрунту
Показникомефективності процесу формування агрегатного складу продуктивного шару ґрунтудоцільно використовувати ймовірність руйнування грудок (їх кришення тарозпушування) в результаті зустрічі з робочими органами машин-знарядь. В разіне однократних пов’язань впливу робочих органів на грудки імовірності можутьбути визначенні за відомими залежностями за теорією ймовірності.
Длявизначення значень імовірності руйнування ґрунтових грудок дерново-підзолистогоґрунту були попередньо досягнуті шість типів ґрунтообробних робочих органів:стрілчасті культиваторні лапи(І), пружині S подібні лапи (ІІ), зуби борони«зиг-заг» (ІІІ), серединні диски дискової борони БДТ-7,0 (ІV), пластинчастіножі агрегату АГН-2,5 (конструкції Коломийської дослідної станції) (V), дискикільчасто-шпорового катка ЗККШ-6(VI), які розміщенні на рамі в ґрунтообробнихмашинах.
Отриманіпоказники використання робочих органів ( дод.2 табл.3.1) показують, що середняімовірність руйнування ґрунту у варіантах I-VI складає 0,547 при стандартномувизначені 0,093. аналіз дозволив отримати рівняння, яке зв’язує імовірностіруйнування грудок Р(А) з типом робочого органу Т, його шириною d; відстанню ℓміж осями робочих органів з швидкістю υ обробітку:
Р(А)=0,33197+0,01658Т-0,00008ℓ+0,00003d+0,04869υ.
Вотриманому рівнянні з імовірністю >95% значущі коефіцієнти, якіхарактеризують вплив типу робочого органу Т і швидкості υ обробітку. Середдосліджувальних робочих органів найбільше якісні показники за імовірністюруйнування грудок на трьох швидкісних режимах (/>=1,7м/с;/>=2,3м/с;/>=2,8м/с)встановленні в ротаційних робочих органів. При цьому розміри залишкових грудоктеж менші від середніх. А диски кільчасто-шпорового котка машини ЗККШ-6 при їхсуміжному розміщенні (ℓ=150мм) забезпечували імовірність руйнування0,593….0,625, довжина залишкових грудок не перевищувала 57,6мм. Середні значенняімовірності руйнування грудок зубовими робочими органами були (IV-0,568).Імовірність руйнування грудок культиваторними лапами складала 0,318…0,591,середніми дисками дискової борони БДТ-7,0 – 0,619…0,673, пластинчастими ножамиагрегату АГН-2,5 – 0,654…0,688. Було встановлено, що вплив швидкості обробіткує незначним.
Середнєзначення імовірності руйнування грудок по всіх технічних засобах складає 0,521.Однак найбільш високі показники досягаються в результаті застосування агрегатівРВК-3,0, АГН-2,5 та катків ЗККШ-6. Найменші імовірності руйнування(0,297…0,316) встановленні у варіанті I, тобто з використанням культиватораКПС-4 з зубовими боронами. Бо культиваторні лапи, частково розпушуючи ґрунт,значну частку грудок вивертають на поверхню, при чому переважна їх частиназалишається після проходу зубів борін.
Отже,на розміри оброблених грудок найбільше вплив має відстань між робочими органами.При використанні культиваторних лап на машині КПС-4,0 оснащенні великимизубовими боронами БЗТУ-1,0 не забезпечуються агротехнологічні вимоги щодоформування якості структури поверхневого шару ґрунту. Для її покращення міжлапами культиватора та зубовими боронами необхідно розмістити ротаційнийробочий орган, який повинен виконувати функції розпушення-сепарації частинок ґрунтуна глибині 4…8см, і одночасно формувати ущільнене посівне ложе.
 

 
3.2 Технолого-експлуатаційна характеристикатехнічних засобів та структури пошарового обробітку ґрунту під зернові культури
Упровінції Прикарпаття основний фонд складають дерново-підзолисті поверхневооглеєні ґрунти на делювіальних і алювіальних відкладах. Порівняно з іншими ґрунтамиІвано-Франківської області вони найменш продуктивні, запливають після дощів,надмірно зволожуються в результаті слабкого стоку поверхневих вод; характеризуютьсянизькою природною родючістю та неглибоким 18-20см гумусним горизонтом.
Покращенняводнофізичних властивостей ґрунту у зональних умовах під зернові культуришляхом пошарової зміни структури агрегатного складу у продуктивному шарі єважливим агротехнічним заходом.
Увесняний період перед сівбою зернових колосових культур (пшениці ярої, ячменю)рівноважна щільність поверхневого шару при вологості ґрунту W=14-20% складала1,12-1,15 г//>, апри вологості 30-33% — 0,96-1,05 г//>.
Зурахуванням того, що вологість оброблюваного шару була в межах середньоївологоємкості передпосівну дворазову культивацію та боронування було заміненоодноразовою, з вирівнюванням — розпушуванням ґрунту за допомогоюексперементального сегментно-дискового вирівнювача-розпушувача.
Структурніелементи процесу пошарового обробітку ґрунту, суміщення операцій кришення,розпушування, формування структури продуктивного шару мають суттєвий вплив натехнологічні характеристики, воднофізичні властивості його агрегатного складу (дод.3табл.3.2.).
Уваріантах 2-4 (дод.3 табл.3.2) порівняно з традиційним передпосівним обробіткомз дворазовою культивацією підвищився вміст водостійких частинок агрегатноїструктури ґрунту розміром 10-1мм у шарі 12-15см на 57,6%, 6-8см – 26,9%, 6-15см– 48,2%.
Прицьому поєднання однотипних операцій розпушування-вирівнювання з сепарацієючастинок та частковим їх ущільненням у поверхневому шарі (6-8см) є одним звирішальних чинників зміни показників якісної технологічної характеристикиструктури ґрунту і процесу її формування за умови використання удосконаленихтехнічних засобів(дод.3 табл.3.3).
Якце видно з дод.3 таблиці 3.3. по технолого-режимних показниках: робочійшвидкості руху МТА 2,2…3,1м/с, продуктивності процесу пошарового обробітку зфракціюванням частинок оброблювального шару гребнистість поверхні поля неперевищує 5-6см, а повнота розпушування принасіннього шару ґрунту – в межах68,6…77,5%, відповідає агротехнічним вимогам.
Улітній період динаміка перерозподілу продуктивної вологи у структурному горизонтізагального продуктивного шару h характеризується такими параметрами (дод.3табл.3.4)
Нафоні пошарового, різноглибинного обробітку ґрунту за один технологічний прохідМТА різниця у запасах вологи протягом вегетації рослин (пшениця яра, ячмінь,вико-вівсяна суміш) на глибині 0,5м не перевищує 84,0мм, а в контрольномуваріанті – 71,0мм (дод.3 табл. 3.4). Нерівномірність її розподілу можнапояснити зниженням корисності і водопроникності структури горизонту.
 
3.3 Технологічний регламент формування структурипродуктивного шару та параметри ротаційного сепаратора
Наоснові виробничо-технологічної характеристики елементів процесу передпосівногообробітку ґрунту під ярі зернові культури встановлено, що в умовах Прикарпаття,на важких запливаючих ґрунтах для створення належних умов аерації угосподарствах АТЗТ «Степан Мельничук» ТзоВ «Прут-Генетик», Коломийськійдослідній станції використовують культиватори типу КПС-4,0 з важкими зубовимиборонами. При вологості ґрунту W>24% культивацію на глибину 12-14см у господарствахАПК також застосовують чизель – культиватори типу КПЕ-3,8, які не оснащеноробочими органами для формування посівного ложа та заданої фракційно-агрегатноїструктури ґрунту.
Наполях, чистих від багаторічних бур’янів замість боронування і культиваціїзастосовують комбінований обробіток ґрунту з використанням удосконаленихагрегатів типу РВК-3,6(5,4), БДТ-7,0 з котком – подрібнювачем (дод.3 табл. 3.3.),а також нових ґрунтообробних техзасобів типу АГ, МАГ, УДА виробництваБілоцерківського МАЗ, оснащених інтегральними дисками та планчасто-ножовимротором. Це дозволяє зменшити кількість технологічних проходів МТА у 2-3 рази,знизити енергозатрати на 20-25%.
Вумовах посушливої весни 2009р. на схилах крутизною 4-7° та рівних площах угосподарствах ЦНЗ Івано-Франківської області, на темно-сірих, ясно-сірих ґрунтахта опідзолених чорноземах реалізовано процес енергоощадного обробітку зябу задопомогою брусно-зубового вирівнювача – розпушувача нестандартного виробництваконструкції лабораторії механізації Коломийської дослідної станції, якиймістить дві трубчасті балки, сім важких зубових борін БЗТУ-1,0 і буксирнийланцюг. Передню балку оснащено ножовою пластиною.
Основнимиконструктивними елементами ротаційного сегментно-дискового сепаратора,призначеного для часткової сепарації частинок ґрунту, вирівнювання –розпушування оброблювального шару і формування посівного ложе (3-4см) єтрубчастий вал 1, кільцевий диск 2 з сегментами, решітчастий робочий орган 3;регулятор 4 глибини обробітку та кута нахилу диска, кронштейн 5 для кріпленнядо секції машини – знаряддя (у культиваторів КПС -4,0 – за стрілчастою лапою6).(дод.4 рис.3.1)
Робочийпроцес ротаційного сепаратора проходить в такому порядку. Під час рухумашино-тракторного агрегату стрілчасті лапи розпушують оброблюваний шар іпідрізають бур’яни. Внаслідок реакції ґрунту та впливу частинок цього шару насегменти кільцевий диск сепаратора обертається з коловою швидкістю, величинаякої залежить від зміни поступальної робочої швидкості МТА. Під впливом решітчастогопальцевого робочого органу крупніші грудки подаються до різальних елементівкільцевого диска і попадають у зону дії лопаток, які нахилені відносно радіусадиска у радіальному напрямку на кут α. Ці частинки подрібнюються, адрібніші просипаються поміж лопатками, утворюючи посівне ложе.
ЗгідноГОСТ 1343 – 68 стрілчасті універсальні лапи використовуються на культиваторахдля суцільного і міжрядного обробітку ґрунту переважно з шириною захватуВ=220,250,270,330мм Кут розхилу 2γ між різальними кромками лез 60-65°.
Згіднокінетики переміщення сегментного диска з стрілчатою лапою (дод.4.рис.3.2)абсолютна швидкість на кінцях сегментів направлена перпендикулярно до миттєвогоцентру обертання. При цьому радіус обертання — відстань від миттєвого центруобертання диска В до точки С на кінці (торцевій поверхні сегмента). Отже,абсолютну швидкість υс точки С можна визначати із співвідношення:[2,7]
(3.1)/> =2 cos /> ×/>×R=2υcos /> ,
де,/> =ω – колова швидкість;
α– центральний кут;
2Rcos /> -радіус обертання відносно миттєвого центру В.
Із(дод.4 рис. 3.2.) видно, що напрямок абсолютної швидкості /> допомагаєзаглибленню сегментів диска у шар ґрунту ( в горизонтальній площині). Післявідносного зміщення центру в напрямок параметра /> допомагаєсегментам виглиблюватись з ґрунту.
Площанавантаження на одне лезо сегмента /> рівназагальній площі подачі ( за шириною захвату стрілчастої лапи В).
Робочашвидкість /> переміщеннямашино-тракторного агрегату складає 2,6-2,85 м/с.
Заумови рівності колової швидкості обертання диска і швидкості йогопрямолінійного руху визначимо кількість ножових сегментів, розміщених по колу:
(3.2)Zmin=/>≈5.0
Атому Z сегментах на диску робоча висота ножового сегмента повинна бути не меншеLn( переміщення МТА зі швидкістю />=2,6-2,85м/с).
Отже,мінімальний діаметр диска />=B,кут робочої зони фронтальних сегментів складає 85-95°. Відстань L від центрустояка стрілчатої лапи до центру О диска повинна бути />/2+в.
Довжинакола диска
(3.3)/>=2π/>=2×3,14×0.135м=0,83м.
Тодікількість його обертів при заданій величині поступальної швидкості руху МТАстановитиме:
(3.4)/>=/>=(2,6-2,85)/0,83=3,27…3,15.
Кутнахилу β сегментного диска повинен забезпечити повноту розпушуванняоброблювального шару та до подрібнення грудок розміром менше 5см.
Впроцесі роботи ротаційного сепаратора сегменти працюють в режимі ковзкогорізання. Специфіка формування структурно – агрегатного складу ґрунтуротаційними робочими органами відрізняється від кінетики перерозподілу частинокпасивними робочими органами культиваторів, зубових борін.
Вхіднимичинниками впливу ротаційного сепаратора на структурно — агрегатний складоброблюваного шару є профіль поверхні поля і опір ґрунту /> (t),вихідними – глибина розпушування />,ступінь кришення /> тафракційний вміст (повнота розпушування шару), твердість шару ŗ (L).
Зарезультатами досліджень, проведених на полях наукових відділів Коломийськоїдослідної станції, встановлені функціональні залежності повноти розпушення принасіннєвогошару при різних способах передпосівного обробітку та зміни ступеня кришенняґрунту залежно від величини робочої швидкості руху МТА.
Порівняльнаоцінка різних способів передпосівного обробітку ґрунту свідчить про те, що прирозпушуванні розробленими робочими органами ротаційного сепаратора, якийрозташований в зоні інерційного розвантаження плоскорізальної лапи, тобтобезпосередньо після підрізання його універсальною лапою суттєво змінюєтьсяповнота розпушування поверхневого шару. Понад 93% грудок, як це видно з (дод.3табл. 3.5) мають фракційний вміст у якого розміри частинок складають до 30 мм (в варіанті використання комплекту робочих органів «Стрілчаста лапа» плюсротаційний сепаратор).
Важливимпоказником якості процесу формування структури поверхневого шару є ступінькришення /> ,який характеризується графічною залежністю ( рис. 3.3.) з урахуванням швидкістю– режимного показника />.

/>
Рис.3.3.Графічна залежність зміни ступеня кришення ґрунту від робочої швидкості рухуМТА
1– культивація плоскорізальною лапою;
2– обробіток за схемою (плоскорізальна лапа + сегментний диск);
3– культивація плоско різальною лапою і решітчастим робочим органом;
4– комбінований обробіток Р.О. «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор»
Якце видно з рис 3.3, ступінь кришення /> поверхневогошару реалізації способів обробітку дерново-підзолистого, поверхневого ґрунтуперед сівбою ярих зернових культур змінюється неоднаково з ростом величиниробочої швидкості руху МТА. В діапазоні 1,6-2,4м/с (5,7-8,6 км/год) /> становитьлише 50,3…61,4% (контрольний варіант-культиватор оснащено стрілчастими лапами).Дискретне розташування сегментного диска та решітного робочого органузабезпечує відносне зростання ступеня кришення в 1,23-1,34 рази, використанняцих робочих органів у комплекті (варіант 4) забезпечує агротехнологічні вимогиформування заданої структури ґрунту в зоні посівного ложа. При інтенсивностіросту швидкості руху МТА у технологічній зацінці />=2,4…2,8м/с показник /> складає81,4…86,7 %.
Отже,під час руху сегментного диска по розпушеному лапами культиватора КПС-4,0 крупнішігрудки ґрунту інтенсивно розламуються на менші частини і подрібнюються. Завдякирізниці величини грудок, кореневища бур’янів та після-пожнивних решток наповерхню попадають у першу чергу більші грудки ґрунту, потім легкі маломірнівилучення та останніми коріння кореневищних бур’янів.
Втретьому розділі «Результати досліджень», висвітлено три питання в якихрозкрито важливі аспекти даного розділу. Тут показана агротехнологічна ознакаагрегатного складу продуктивного шару ґрунту, дана технолого-експлуатаційнахарактеристика технічних засобів та структури пошарового обробітку ґрунту підзернові культури, описано технологічний регламент формування структурипродуктивного шару та параметри ротаційного сепаратора і показано екологічну,енергетичну і вартісну оцінку процесу формування продуктивного шару і використанняротаційного сепаратора.
Показникомефективності процесу формування агрегатного складу продуктивного шару ґрунтудоцільно використовувати ймовірність руйнування грудок (їх кришення тарозпушування) в результаті зустрічі з робочими органами машин-знарядь. Середнєзначення імовірності руйнування грудок по всіх технічних засобах складає 0,521.Однак найбільш високі показники досягаються в результаті застосування агрегатівРВК-3,0, АГН-2,5 та катків ЗККШ-6. Найменші імовірності руйнування (0,297…0,316)встановленні з використанням культиватора КПС-4 з зубовими боронами. Бокультиваторні лапи, частково розпушуючи ґрунт, значну частку грудок вивертаютьна поверхню, при чому переважна їх частина залишається після проходу зубівборін. Тому давши агротехнологічну ознаку агрегатному складу продуктивного шаруґрунту, видно що на розміри оброблених грудок найбільше вплив має відстань міжробочими органами. При використанні культиваторних лап на машині КПС-4,0оснащенні великими зубовими боронами БЗТУ-1,0 не забезпечуютьсяагротехнологічні вимоги щодо формування якості структури поверхневого шаруґрунту. Для її покращення між лапами культиватора та зубовими боронаминеобхідно розмістити ротаційний робочий орган, який повинен виконувати функціїрозпушення-сепарації частинок ґрунту на глибині 4…8см, і одночасно формуватиущільнене посівне ложе.
Удругому пункті цього розділу дано технолого-експлуатаційну характеристикутехнічних засобів та структури пошарового обробітку ґрунту під зерновікультури. Тому покращення водно фізичних властивостей ґрунту у зональних умовахпід зернові культури шляхом пошарової зміни структури агрегатного складу упродуктивному шарі є важливим агротехнічним заходом. Структурні елементипроцесу пошарового обробітку ґрунту, суміщення операцій кришення, розпушування,формування структури продуктивного шару мають суттєвий вплив на технологічніхарактеристики, водно-фізичні властивості його агрегатного складу.
Технологічнийрегламент формування структури продуктивного шару та параметри ротаційногосепаратора є третім не менш важливим питанням даного розділу. На основівиробничо-технологічної характеристики елементів процесу передпосівногообробітку ґрунту під ярі зернові культури встановлено, що в умовах Прикарпаття,на важких запливаючих ґрунтах для створення належних умов аерації у господарствахАТЗТ «Степан Мельничук» ТзоВ «Прут- Генетик», Коломийській дослідній станціївикористовують культиватори типу КПС-4,0 з важкими зубовими боронами. На полях,чистих від багаторічних бур’янів замість боронування і культивації застосовуютькомбінований обробіток ґрунту з використанням удосконалених агрегатів типуРВК-3,6(5,4), БДТ-7,0 з котком – подрібнювачем (табл. 3.2.), а також новихґрунтообробних техзасобів типу АГ, МАГ, УДА виробництва Білоцерківського МАЗ,оснащених інтегральними дисками та планчасто-ножовим ротором. Це дозволяєзменшити кількість технологічних проходів МТА у 2-3 рази, знизити енергозатратина 20-25%. У господарствах ЦНЗ Івано-Франківської області, на темно-сірих,ясно-сірих ґрунтах та опідзолених чорноземах реалізовано процес енергоощадногообробітку зябу за допомогою брусно-зубового вирівнювача – розпушувачанестандартного виробництва конструкції лабораторії механізації Коломийськоїдослідної станції, який містить двох трубчасті балки, сім важких зубових борінБЗТУ-1,0 і буксирний ланцюг.

РОЗДІЛ 4. Екологічна,енергетична і вартісна оцінка процесу формування продуктивного шару і використанняротаційного сепаратора
Екологічнаоцінка збереження агрегатної структури поверхневого шару ґрунту характеризуєумови дотримання агротехнологічних вимог:
ü механічний обробіток шарів горизонту безвинесення вологих частинок на поверхню поля;
ü забезпечення надійного присипаннякоренів бур’янів;
ü своєчасне загортання у ґрунт частинокмінеральних добрив та РКД одночасно з культивацією або без розриву періодувнесення добрив та їх заробки;
ü локальне розміщення частинок мінеральнихдобрив при міжрядному обробітку (у випадку використання ротаційного сепараторау комплексі робочих органів культиватора типу УКР – 5,6).
Зниженнявитрати пального та питомої енергоємності при формуванні продуктивного шарупроходить за рахунок суміщення операцій розпушування, вирівнювання поверхніполя, утворення посівного ложа. При пошаровому обробітку ґрунту за допомогоютехнічних засобів оснащених удосконаленими робочими органами (дод.3 табл.3.3) длясуміщення операцій передпосівного обробітку та вирівнювання поверхні полякультиватори КПС-4; КПГ-4,0; УСМК-5,4 оснастити котками-подрібнювачами зпланчасто-ножевими робочими органами, комбіновані агрегати РВК-3,6 — боронамиБЗТС-1,0. При неякісному вирівнюванні втрати врожаю досягають 20%.
При поверхневому способі обробіткуна глибину 4...10 см дисковими лущильниками типу ЛДГ-10А для забезпеченняповноти підрізання рослинних решток на ущільнених і засмічених ґрунтах кутатаки дискових секцій встановлювати 35°, на рихлих і мало-засмічених — 30°. удискових боронах БДТ-7,0 (БДТ-3,0) — відповідно 16 і 24°.[8,13]
При використанні новихґрунтообробних агрегатів типу АГ, МАГ, УДА, «Компактор», оснащенихінтегральними дисками та планчасто-ножовим ротором, енергоємність процесуформування агрегатного складу поверхневого шару, а також ступінь спрацюванняробочих органів знижуються в 1,34-1,5 раза.
При обробітку ґрунту для сівби насінняозимого ріпакукомбіновані агрегатиАКШ -3,6 (5,6) мають переваги над традиційними машинами-знаряддями. вонизабезпечують рівномірний розподіл подрібненої маси, соломистих решток ісидератів, забезпечують вміст фракцій розміром 0,25-10 мм у шарі 5-8 см — 72,1-80,7% без виносу вологих шарів на поверхню.(таб.4)
Мінімалізація обробітку дає змогуощадливо витрачати пальне і енергію технічних засобів.
Таблиця 4 Паливно – енергетичнізатрати на проведення технологічних операцій.№ п/п Назва операцій Продуктивність МТА, га/год. Питома витрата пального, кг/га Енергомісткість, кВт/га 1 Дискування 1,6-5,8 6,0-2,2 30,6-11,4 2 Оранка 0,53-1,5 20,5-14,7 101-72,5 3 Традиційний передпосівний обробіток 2,15-8,1 4,1-2,7 20,5-13,5 4 Комбінований обробіток 3,0-9,6 8,7-4,9 54,7-43,1
Економічнийефект від реалізації процесу мінімалізованого передпосівного обробітку складає30-45 грн/га, а прямі експлуатаційні витрати – 32,0 – 37,2 грн/га.[15]
Вданому розділі висвітлено енергетичну і вартісну оцінку процесу формуванняпродуктивного шару і використання ротаційного сепаратора. Екологічна оцінказбереження агрегатної структури поверхневого шару ґрунту характеризує умови дотриманняпевних агротехнологічних вимог які вказані в даному пункті. За рахуноксуміщення операцій розпушування, вирівнювання поверхні поля, утворенняпосівного ложа відбувається зниження витрати пального та питомої енергоємностіпри формуванні продуктивного шару, це показує енергетичну та вартісну оцінку. Мінімалізаціяобробітку дає змогу ощадливо витрачати пальне і енергію технічних засобів що єне менш важливим у виробництві.
 

 
РОЗДІЛ 5. Пропозиціївиробництву
1.В процесі комбінованого передпосівного обробітку під зернові колоскові,зернобобові і технічні культури за допомогою одно функціональних культиваторівтипу КПС – 4,0, КПГ – 4,0, УСМК – 5,4 використати удосконалені робочі органи законструктивно – технологічною схемою «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор,оснащений решітчастими робочими органамита сегменто – дисковим вирівнювачем –розпушувачем.
2.під час руху машино – тракторного агрегату для забезпечення агротехнічних вимогформування оптимальної структури фракційно – агрегатного складу поверхневогонасіннєвого шару ґрунту робоча швидкість руху МТА 1,6-2,4м/с (5,7-8,6 км/год),кут нахилу ротаційного робочого органу відносно поверхні поля – 5-7°.
3.При реалізації диференційованих енергоокупних способів обробітку ґрунту:поверхневого, мілкого та комбінованого на дерново-підзолистих поверхнево –оглеєних ґрунтах провінції Передкарпаття Івано-Франківської області забезпечитищільністю оброблюваного шару ρ = 0,97…1,15 г//>,вміст водостійких оструктурених агрегатів за фракціями:1-0,25мм-33,0…40%,10-1мм – в межах 22-35%.
В даному розділі запропонованопропозиції виробництву. А саме: в процесікомбінованого передпосівного обробітку під зернові колоскові, зернобобові ітехнічні культури за допомогою одно функціональних культиваторів типу КПС –4,0, КПГ – 4,0, УСМК – 5,4 використати удосконалені робочі органи законструктивно – технологічною схемою «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор»,оснащений решітчастими робочими органами та сегменто – дисковим вирівнювачем –розпушувачем. Під час руху машино – тракторного агрегату для забезпеченняагротехнічних вимог формування оптимальної структури фракційно – агрегатногоскладу поверхневого насіннєвого шару ґрунту робоча швидкість руху МТА 1,6-2,4м/с(5,7-8,6 км/год), кут нахилу ротаційного робочого органу відносно поверхні поля– 3-7°. При реалізації диференційованих енергоокупних способів обробітку ґрунту:поверхневого, мілкого та комбінованого на дерново-підзолистих поверхнево –оглеєних ґрунтах провінції Передкарпаття Івано-Франківської області забезпечитищільністю оброблюваного шару ρ = 0,97…1,15 г//>,вміст водостійких оструктурених агрегатів за фракціями:1-0,25мм-33,0…40%,10-1мм – в межах 22-35%.

РОЗДІЛ 6. Охорона праці
Перед початком роботи перевіряють справність і комплектність агрегату. Нарівній горизонтальній площадці встановлюють стрілчаті лапи і робочі органиротаційного сепаратора на задану глибину обробітку, підтягують болти кріпленнялап і кронштейна сепаратора.
На робочому місці обслуговуючого персоналу повинно бути сидіння іззапобіжним поясом, підніжна дошка або упор для ніг.
Важелі керування причіпною (начіпною) машиною повинні мати справні танадійні фіксатори. Керування причіпним культиватором слід здійснювати з кабінитрактора.
Робочі органи фрез і ротаційних культиваторів обладнують закритимизахисними кожухами.
Працівників, що обслуговуютьґрунтообробні машини, слід забезпечити засобами індивідуальногозахисту, чистками та лопатками для очищення робочих органів.
Працювати на нескладнихсільськогосподарських причіпних машинах і знарядді, якщо є права на керуванняними, дозволяєтьсяособам не молодше 16 років, що вивчили будову машини, вміють її відрегулювати та пройшлиінструктажі з техніки безпеки.
Керувати складними іспеціалізованими причіпними та начіпними машинами дозволяється особамне молодше 17 років, що пройшли спеціальне навчання іотримали права на керування даною машиною, а також пройшлиінструктаж з техніки безпеки.
Машинно-тракторний агрегат, який,крім тракториста, обслуговують допоміжні працівники, повиненбути обладнаний двосторонньою сигналізацією.
Підготовляючи до роботи дисковіборони і лущильники, перевіряють кріплення, регулюють положеннячистиків, змащують підшипники і встановлюють необхідний кут атаки дискових батарей, щільно підтягують і стопорятьгайки на осях батарей. Зазор між чисткою і поверхнею диска встановлюють у межах 2-4 мм. Під час регулювання положеннядисків, стрілчастих лап і робочих органів сепаратора та загострювання різальнихкромок слід користуватись рукавицями.
Зуби зубових борін слідустановлювати скошеними гранями під кутом до напрямку руху агрегату, що зменшуєзабивання і сприяє їх самоочищенню.
Для регулювання або заміни робочихорганів начіпних культиваторів слід підкласти під опорні колеса дерев'янібруски, товщиною на 1-2 см (величина заглиблення коліс у ґрунт) менше відглибини обробітку поля. Регулювання виконують на рівній твердій площадці.Перевіряють стан культиваторів, кріплення гряділів, штанги, стояків робочихорганів і вилок для їх піднімання. Осьове переміщення коліс не повинноперевищувати 2 мм.
Якщо робочі органи заглиблені вґрунт, не можна робити крутих поворотів, бо це призводить до поломок і аварій.Перед поворотом робочі органи витягують, а на початку прямолінійного руху зновузаглиблюють. Для заміни лап культиватора в польових умовах слід від'єднатимашину від трактора або вимкнути його двигун, під раму начіпної машинипідставляють надійні підставки. Якщо ці роботи тракторист виконує з помічником,то після їх закінчення і перед початком руху слід переконатись, що помічникперебуває на безпечній відстані від агрегату.
При роботі в умовах надмірноїзапиленості, під час заправки туковисівних апаратів, а також при заточуванніробочих органів ґрунтообробних машин слід користуватись протипиловимреспіратором, захисними окулярами та рукавицями.
Не допускається перебування наагрегаті, а також на полі, де проводиться обробіток ґрунту, людей, що не берутьучасті у виконанні технологічного процесу.
Регулювання та очищення робочихорганів від сторонніх предметів, налиплого ґрунту і рослинних залишків слідпроводити тільки спеціальними чистиками в рукавицях при зупиненому, загальмованомуагрегаті з виключеним двигуном.
Зубові органи очищаються на ходу задопомогою помічника, який повинен підіймати їх почергово гаком з довгимдержаком.
Культиватори та дискові борониочищаються лише при повністю зупиненому агрегаті, а ґрунтообробні машини зактивними робочими органами — при виключеному ВВП.
При налипанні на робочих органахагрегату ґрунту та рослинних решток роботу припиняють і очищають робочі органи.Міняючи лемеші корпусів плуга чи лапи культиватора в польових умовах,від'єднують причіпну машину від трактора, а під раму начіпної підставляютьнадійні підставки. Заміну слід проводити обережно та в рукавицях.
Перевіряється наявність первиннихзасобів пожежогасіння та їх розміщення в місцях, спеціально передбачених дляцих цілей.
Забороняється працювати вспецодязі, просоченому паливом і мастилами це пожежо-небезпечно.
Будь-які предмети та засобипожежогасіння не дозволяється захаращувати.
Отже, охорона праці є важливимаспектом на будь-якому виробництві, тому їй слід приділяти велику увагу тарозглядати як окреме не менш важливе питання, адже саме від цього залежитьпродуктивність праці людей. Оскільки, працювати на нескладнихсільськогосподарських причіпних машинах і знарядді, якщо є права на керуванняними, дозволяєтьсяособам не молодше 16 років, що вивчили будову машини, вміють її відрегулювати та пройшлиінструктажі з техніки безпеки. А керувати складними іспеціалізованими причіпними та начіпними машинами дозволяється особамне молодше 1 7 років, що пройшли спеціальне навчання іотримали права на керування даною машиною, а також пройшлиінструктаж з техніки безпеки. Машинно-тракторнийагрегат, який, крім тракториста, обслуговують допоміжні працівники, повиненбути обладнаний двосторонньою сигналізацією. Також дляправильної експлуатації агрегатів та машин, застосовуються певні правилаохорони праці що описані вище у даному розділі яких слід обов’язководотримуватись.
 

 
ДОДАТКИ
 
Додаток 1
/>
Рис.1.1.Пристрій для вимірювання глибини обробітку гребинястості ріллі під час їїпроведення.

Додаток 2
Таблиця3.1 Імовірність руйнування грудок ґрунту при різних варіантах обробітку ісередні розміри оброблених грудокТип робочого органу Відстань між осями робочих органів, мм Імовірність руйнування грудок при швидкостях руху МТА, м/с Розміри грудок після обробітку, мм 1,7 2,3 2,8 υ = 1,7 м/с υ = 2,3 м/с υ = 2,8 м/с b c b c b c І 225 0,327 0,318 0,473 54,3 35,4 61,3 42,4 56,5 39,1 II 215 0,479 0,479 0,511 51,1 32,2 56,0 37,5 58,2 36,0 III 125 0,434 0,430 0,492 53,6 28,7 61,2 38,4 65,3 42,8 IV 170 0,573 0,578 0,614 56,5 33,5 49,3 36,8 52,1 32,5 V 90 0,632 0,637 0,647 43,2 96,0 45,5 29,8 39,8 36,4 VI 150 0,547 0,563 0,586 57,6 34,0 54,6 40,7 50,3 37,2

Додаток 3
Таблиця3.2 Щільність, вологість і структура агрегатного складу ґрунту залежно віделементів процесу його обробітку№п/п Назва варіантів передпосівного весняного обробітку ґрунту Глибина, см
Щільність шару, г//> Водостійкі структурні агрегати, % абсолютно сухої маси 10-1мм 1-0,25мм 8-14
6-8
12-15
6-15
0,07
0,06
0,04
0,05
2,5
2,7
3,2
2,9
3,8
3,3
3,8
3,6
4,1
4,6
5,2
4,4
Таблиця3.3. Технолого-експлуатаційна характеристика технічних засобів оснащених удосконаленимиробочими органамиПоказники Склад МТА та значення параметрів за варіантами 1-4 МТЗ-82 + КПС-4,0 з ротаційним сепаратором + зубові борони Т-150К + вирівнювач розпушувач конструкції Коломийської дослідної станції Т-150К + БДТ-7,0 + коток подрібнювач Т-150К + РВК-5,4 +зубові борони Робоча ширина захвату, м 4,0
6,65-7,0 при
α= 0-6,12-17° 7,0 при куті атаки 30-35° 5,4
Робоча швидкість
руху, м/с 2,6-2,9 2,3-2,8 2,7-3,1 2,2-2,5 Продуктивність за годину експлуатаційного часу, га 3,82-4,24 5,37-5,60 5,58-5,71 4,15-4,63 Гребнистість поверхні поля, см 3,5…4,7 3,0…4,5 3,8…5,6 3,2…4,0 Повнота розпушування поверхневого шару грунту, % 71,9…75,0 68,6…73,4 74,7…77,5 69,8…76,2

Таблиця 3.4. Динамікапродуктивної вологи у структурному горизонті (h=0,5м) при різних глибинахпошарового обробітку, ммНазва сільськогосподарської культури Фаза розвитку Технологічна глибина обробітку h, см за варіантами 1-4 8-14 6-8 12-15 6-15 Пшениця яра Сівба 117 131 145 138 Трубкування 114 123 107 96 Цвітіння 61 78 81 75 Ячмінь Молочна стиглість 58 63 72 68 Вико-вівсяна суміш Повна стиглість 46 57 63 54
Таблиця3.5. Повнота розпушування продуктивного шару ґрунту при різних способахпередпосівного обробітку.Спосіб обробітку Наявність грудок у шести сантиметровому шарі ґрунту, %
Твердість ґрунту, кг//> 1-0,25мм 10-1мм 10-30мм 30-50мм 50мм Культивація плоскорізальною лапою 7,1 39,3 30,6 8,7 14,3 33,7 Застосування робочого органа. «плоскорізальна лапа + сегментний диск» 26,5 50,8 15,4 1,4 5,9 26,7 Культивація плоскорізальною лапою і решітчастим робочим органом 11,9 41,2 33,8 10,5 2,6 28,2 Обробіток робочим органом «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор» 29,7 56,1 11,3 2,9 23,1

Додаток 4
/>
Рис.3.1.Ротаційний сегментно-дисковий сепаратор: а – загальний вигляд сепаратора 1-трубчастийвал; 2-кільцевий диск з сегментами; 3-решітчастий робочий орган;4-регулятор;5-кронштейн; 6 стрілчаста лапа. б – конструктивно – технологічна схема

/>
Рис.3.2.Схема до визначення конструктивних параметрів сегментного диска та компонуванняз стрілчастою лапою.

ВИСНОВКИ
Наоснові огляду аналітичної літератури, дано опис агротехнологічних вимоги допроцесу формування агрегатної структури продуктивного шару та оцінкутехніко-експлуатаційних машин-знарядь і агрегатів.
Припроведенні досліджень параметрів процесу формування заданої структури ґрунту табудови і принципу дії ротаційного сепаратора МТА, описали їх результати. Томувстановлено, що на розміри оброблених грудок найбільше вплив має відстань міжробочими органами. При використанні культиваторних лап на машині КПС-4,0оснащенні великими зубовими боронами БЗТУ-1,0 не забезпечуютьсяагротехнологічні вимоги щодо формування якості структури поверхневого шаруґрунту. Для її покращення між лапами культиватора та зубовими боронаминеобхідно розмістити ротаційний робочий орган, який повинен виконувати функціїрозпушення-сепарації частинок ґрунту на глибині 4…8см, і одночасно формуватиущільнене посівне ложе.
Неменш важливою є екологічна, енергетична і вартісна оцінка процесу формуванняпродуктивного шару та використання ротаційного сепаратора. Екологічна оцінказбереження агрегатної структури поверхневого шару ґрунту характеризує умовидотримання певних агротехнологічних вимог. За рахунок суміщення операційрозпушування, вирівнювання поверхні поля, утворення посівного ложа відбуваєтьсязниження витрати пального та питомої енергоємності при формуванні продуктивногошару, це показує енергетичну та вартісну оцінку. Мінімалізація обробіткудає змогу ощадливо витрачати пальне і енергію технічних засобів що є не меншважливим у виробництві.
Будь-якевиробництво прагне кращих змін та удосконалень для кращої ефективності їхньоїроботи, тому ми запропонували ряд пропозицій по її покращенню.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ
1.Методичнірекомендації по виробничих випробуваннях с.-г. техніки. УНДІМЕСГ УААН. – Київ –Глеваха, 1992. – 82 с.
2.ВойтукД.Г. та ін… Методика оптимізації параметрів і режимів роботи ґрунтообробнихробочих органів пасивного типу для різних ґрунтово-кліматичних умов(рекомендації)/Д.Г. Войтюк, В.П Ковбаса, М.Г.Чаусов, В.М. Швайко; За заб. Ряд.Д.Г Войтюка. – К: Аграрна освіта. 2004.- 15 с.
3.Руководствопо монтажу, насадке и эксплуатации приборов и лабораторного оборудования дляпочвенно – агрохимических исследования. Министерство с.-х. СССР, ВПНО поагрохимическому обслуживанию сельского хозяйства. – М., 1985 – 103 с.
4.РубінС.С. Якісна оцінка польових робіт. К., «Урожай». – 1966. -254 с.
5.БудьонийЮ.В. та ін. Практикум із загального і меліоративного землеробства/Ю.В.Будьоний, С.І. Попов та ін.; За ред. Ю.В. Будьоного. – Харків: ХНАУ, 2005. –286 с.
6.Практикуміз землеробства: Навчальний посібник/М.С. Кравченко, О.М. царенко, Ю.Г. Міщенкота ін.; За ред… М.С. Кравченка в З.М. Томашівського. – К: Мета, 2003 р. – 320с.
7.ВірьовкаУ.М. Вірьовка В.Д., Борисенко І.Д. Нові розпушувачі ґрунту для безгербіциднихтехнологій. – К.: Аграрна наука, 1999. – 56 с.
8.АбрамиМ.І. та ін… Рекомендації з проведення посіву озимих культур на Прикарпатті в2008 році. / Абрамик М.І., Куничак Г.І., Кобилянська Г.М., Фіялка М.Д… Центрнаукового забезпечення агропромислового виробництва Івано-Франківської області.– Коломия, 2008. – 24 с.
9.ВойтукД.Г., Гаврилюк Г.Р. Сільськогосподарські машини: Підручник. 2 – е вид. – К.:Каравела, 2008. – 552 с.
10.Довідникз експлуатації машинно – тракторного парку / В.Ю.Ільченко, П.І. Карасьов, А.С.Лімонт та ін… – К.: Урожай, 1987. – 368 с.
11.ШевченкоО.О., Даценко М.С., Гринько П.В. та ін… Науково – технічна експертиза техніко– технологічних рішень систем обробітку грунту. – Укр. НДІПВТ ім. А.Погорілого. – Київ, 2008. – 45 с.
12.Минимализацяобработки почвы /Сборник трудов Всесоюз. Акад. с. – г. Наук им. В.И. Ленина.М.: Колос, 1984. – 307 с.
13.ВасилчукГ.І., Вівчарик В.І., Кобилянська Г.М. та ін… Рекомендації по проведеннювесняно – польових робіт у 2008 році. Івано- Франківський центр науковогозабезпечення агропромислового виробництва. – Коломия, 2008. – 31 с.
14.КушнаревА.С. Новый взгляд на обработку почвы. Дослідницьке – Мелітополь 2009 г. – 16 с.
15.Энергосберегающиетехнологии в сельском хозяйстве. Центральное правление НТО сельского хозяйства– М., 1988. – 46 с.
16.Комбинированиепочвообрабатывающие машины/А.А.Вилде, А.Х. Цесниекс, Ю.П. Моритис и др. – Л.:Агропромиздат. Ленинград отд-ние. – 1986 г. – 128 с.