Обґрунтування процесу формування структури продуктивного шару ґрунту і параметрів ротаційного сепаратора

РЕФЕРАТ

Робота викладена на 54 сторінках комп'ютерного набору. Експериментальна частина містить 1 графік, 5 рисунків, 6 таблиць і 5 формул; у додатки винесені 5 таблиць та 3 рисунки.

Робота складається зі вступу, шістьох розділів, висновків, списку літературних джерел (16 положень) та додатків.

При написанні кваліфікаційної роботи було опрацьовано наукову літературу, встановлено об'єкт та умови проведення досліджень. У роботі представлено також результати досліджень та їх обґрунтування.

В основній частині розкрито процес формування структури продуктивного шару ґрунту і параметрів ротаційного сепаратора що супроводжується аналітичним оглядом літератури та методикою проведення досліджень. Показано також екологічну, енергетичну та вартісну оцінку по даному питанню і висловлено пропозиції виробництву.

Зміст

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. Аналітичний огляд літератури

1.1 Агротехнологічні вимоги до процесу формування агрегатної структури продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зернових культур

1.2 Характеристика та зональні особливості проведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зернові сільськогосподарські культури

1.3 Техніко-експлуатаційна оцінка одноопераційних машин-знарядь та агрегатів

РОЗДІЛ 2. Методика проведення дослідження

2.1 Визначення параметрів процесу формування заданої структури ґрунту

2.2 Контрольно-вимірювальні обладнання: загальна будова, удосконалення наявних засобів, принцип дії та специфіка використання

2.3 Будова, принцип дії експериментального ротаційного сепаратора МТА

РОЗДІЛ 3. Результати досліджень

3.1 Агро-технологічна ознака агрегатного складу продуктивного шару ґрунту

3.2. Технолого-експлуатаційна характеристика технічних засобів та структури пошарового обробітку ґрунту під зернові культури

3.3. Технологічний регламент формування структури продуктивного шару та параметри ротаційного сепаратора

РОЗДІЛ 4. Екологічна, енергетична і вартісна оцінка процесу формування продуктивного шару і використання ротаційного сепаратора

РОЗДІЛ 5. Пропозиції виробництву

РОЗДІЛ 6. Охорона праці

ДОДАТКИ

ВИСНОВКИ

СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

Вступ

Сучасне сільське господарство ґрунтується на механізованих технологіях, тому його ефективність значною мірою залежить від технічної оснащеності та рівня використання технічного потенціалу господарства. Складні соціальні, екологічні та економічні проблеми — продовольчої безпеки, збереження і підвищення родючості ґрунтів, збільшення виробництва білку, зниження енергоспоживання, збереження довкілля — можна вирішити лише за наявності цілеспрямованої творчої діяльності всіх фахівців аграрного профілю і зокрема інженерно-технічних кадрів. Отже, на етапі становлення ринкової економіки і нових виробничих відносин актуальним є забезпечення системної єдності техніки, технологій і природного середовища, зниження негативних наслідків використання машинних технологій, цілеспрямоване впровадження ресурсоощадних екологічно безпечних механізованих процесів.

Складність проблем, що стоять перед сільським господарством нині і передбачаються в майбутньому, потребують формування нового рівня інженерного мислення при розробленні та впровадженні науково обґрунтованої системи машин.

Збільшення виробництва зерна в Україні до 42 млн.т, в тому числі в господарствах АПК різних форм власності Івано-Франківської області до 300 тис.т, а також іншої продукції рослинництва можна забезпечити на основі впровадження удосконаленої традиційної системи та науково-обґрунтованих систем обробітку: консервуючої, мульчуючої, та реалізації прямої сівби насіння с/г культур. При їх освоєні важливою проблемою є оптимізація фізичних умов ґрунту, та робочих органів сільськогосподарських машин і знарядь, які взаємодіючи з оброблювальним ґрунтом , виконують технологічні процеси, під час яких змінюються розміри, форма і фізичні властивості частинок структури продуктивного шару від яких залежить біологічні властивості, водно-повітряний і поживний режим та рівень врожайності.. Тому застосування робочих органів сприяє не тільки підвищенню продуктивності праці, а й свідомій дії на ґрунт, рослинні й тваринні організми з метою створення необхідних умов для виконання наступних виробничих процесів.

Це обумовлено тим, що формування продуктивного шару ґрунту в процесі механічного обробітку 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% енергетичних і 25% затрат праці. При цьому під дією ходової системи важких тракторів класу 3,0; 4,0; 5,0;, ґрунтообробних машин і знарядь ґрунт надмірно ущільнюється (утворюється плужна підошва),що теж призводить до погіршення агрофізичних і інших властивостей ґрунту (орного та підорного шару),ерозії продуктивного шару та зниження врожайності с/г культур.

В зв’язку з цим розробка раціональних способів формування структури продуктивного шару у створені сівозмін різної спеціалізації має першочергове значення.

Відомо, що процес диференціювання орного шару за даними досліджень ННЦ «Інститут землеробства» проходить повільними темпами. Адже верхній шар ґрунту біологічно більш активний і він в основному визначає продуктивність рослин.

За результатами попередніх досліджень, проведених при реалізації процесу комбінованого передпосівного обробітку ґрунту працівниками лабораторії механізації та відділу землеробства Коломийської дослідної станції встановлено наступні параметри роботи машин-знарядь, оснащених дисковими батареями, ножовим ротором і важкими зубовими боронами: при продуктивності МТА: =1,2-1,7 га/год, робочі ширині захвату =2,4м. (величенні кута атаки 24°) ступень кришення ґрунту за глибиною обробітку =6,0-12,0см знаходиться в межах =83,3…87,4%(зяблева оранка після дискування стерні багаторічних трав), гребнистість поверхні поля <40мм.

При сівбі озимих зернових культур за допомогою сівалок С3-3,6А, СНС-16, оснащених дводисковими сошниками і кільце-ланцюговими загортачами нерівномірність розподілу насінин у ґрунтовому шарі =2,8….4,2см складає 53,3…67,1%, на поворотних смугах – 58,4…73,5%, через нерівномірність зміни щільності ґрунту, порушення фракційно-агрегатної структури поверхневого шару під час передпосівного обробітку культиваторами типу КПС-4,0, оснащеними важкими зубовими боронами БЗТС-1,0.

Тож в умовах Прикарпаття зміна структури агрегатного складу дерново-підзолистих поверхнево-оглеєних ґрунтів та їх водно фізичних властивостей є важливим агротехнічним заходом.

Мета досліджень є формування якісного агрегатно-фракційного складу і зниження ступеня щільності ґрунту за трьома шарами оброблювального горизонту 0-4см 5-8 та 9-16см, реалізація процесу локальної сепарації частинок в зоні розміщення посівного ложа.

Завдання дослідженняє:

визначення показників агротехнологічної оцінки агрегатного складу оброблювального горизонту h=0-16см;

вивчення характеристичних ознак операцій кришення-розпушування ґрунту для розробки технологічного регламенту їх у зональних умовах;

обґрунтування конструктивного-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 шару ґрунту під дією робочих органів сепаратора.

РОЗДІЛ 1. Аналітичний огляд літератури

Обробіток ґрунту є складовою частиною землеробства. Рілля після основного обробітку зазнає також дії додаткових операцій, які виконуються культиваторами, боронами та іншими сільськогосподарськими машинами та знаряддями.

При виконанні передпосівної культивації основним її завданням є створення сприятливих умов для проростання насіння і дальшого росту рослин. У виробничих умовах культиватор з підрізувальними лапами є одним з кращих знарядь, бо шар ґрунту не перевертається і менше висушується. Такі лапи не руйнують структуру і утворюють ущільнення шару ґрунту, забезпечують капілярне підтягування вологи до насіння.

За умов проведення декількох культивацій, перші – необхідно робити глибше, а останню – на глибину загортання насіння – hз.н даної культури. Однак, коли в ґрунті більше запаси вологи(Wв>25мм.) і при обробітку ґрунтів важких за механічним складом, завершальну культивацію необхідно виконувати на глибину h=1,5-2,3 З урахуванням того, щоб не оголювати глибші, зволоженні шари ґрунту і не допускати перемішування з верхніми, більш сухими шарами.(1,3,6)

При цьому, напрямок останньої культивації перед сівбою не повинен збігатися з напрямком 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 (дуже розпушений, нестача вологи, дрібне насіння) перед сівбою та після сівби його коткують (для доброго вирівнювання ґрунту загортання насіння на однакову глибину і появлення дружніх сходів).

У випадку, коли ґрунт із зими вийшов у досить пухкому стані, особливо посушливою весною використовують борони культиватори ВНІЦ-Р, якими можна розпушувати ґрунт на 5-7см без надмірного його перемішування і висушування. Таке знаряддя – зубова борона типу «ЗІГ-ЗАГ», яку оснащено розпушувальними лапами. Щоб забезпечити кращу якість розпушування ґрунту, висоту стояків лап роблять не однаковою; по перших рядах стояки коротші, а в дальших – довші. Це дає змогу вести пошаровий обробіток ґрунту, оскільки передні лапи заглиблюються на меншу глибину, а середні і задні – на більшу. Важливо, що під час перед посівного обробітку треба якнайкраще розпушувати ґрунт, щоб запобігти утворення на посівах кірки.

Основними показниками якості є: .(6,8)

v своєчасне проведення робіт;

v відсутність огріхів;

v належні напрямки руху ґрунтообробних машин;

v глибина розпушування і її рівномірність;

v дрібно-грудковатий стан верхнього шару ґрунту і 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 недопущення розриву в часі між передпосівним обробітком ґрунту і сівбою (проміжок часу між передпосівним обробітком і сівбою має становити не більше витрат часу на забезпечення 3-4 проходів посівного агрегату). Недотримання цієї вимоги призводить до пересихання поверхневого розпушеного шару ґрунту і як наслідок - до зниження польової схожості і дружності сходів насінин культурних рослин. У більшості господарств України через недостатню забезпеченість ґрунтообробними агрегатами часто спостерігається таке явище, що призводить до зрідження сходів або навіть пересіву площ в роки з посушливою весною. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є застосування високопродуктивних комбінованих багатоопераційних агрегатів, які за один прохід забезпечують розпушування, вирівнювання поверхні ґрунту та його необхідне ущільнення. Ці агрегати не переущільнюють ґрунт, що характерно для традиційного обробітку, а завдяки формуванню добре розпушеного поверхневого шару зменшують випаровування вологи. Господарствам, які надають перевагу сівбі на кінцеву густоту і не застосовують ручне або механічне формування густоти сходів, гарантоване отримання рівномірних і дружних сходів

Під посів ранніх ярих першу культивацію проводять зразу після закриття вологи, щоб не було розриву в час між передпосівним обробітком і сівбою. Розрив між цими операціями потрібний лише на вологих і низинних ґрунтах та в зональних умовах Прикарпаття, коли буває значна кількість опадів.

В процесі формування продуктивного поверхневого шару основними показниками агроконтролю перед сівбою є такі;(9,11,14)

ü щільність ґрунту (пошарово від 3-10см) 0,7…1,5г/;

ü твердість ґрунту на ½ глибини заробки насіння 1…2кг/;

ü твердість ґрунту на глибині заробки насіння –5…12кг/;

ü необхідна глибина культивації за 15 – 20 днів до сівби – 7…20см;

ü необхідна глибина передпосівної культивації 4…10см;

ü грудкуватість ґрунту (розміру грудок >5см) 0…20шт/.

Ефективність ґрунтообробних робочих органів на макроструктурі частини ґрунту – грудки необхідно враховувати при розробці схем комбінованих агрегатів, а також технологічних карт та регламенту виконання механізованих операцій для ґрунтово- кліматичних умов показником ефективності найбільш доцільно вважати ймовірність руйнування грудок від зустрічної дії органів.

Операції передпосівного обробітку ґрунту під с/г культури визначається за особливостями культури та умовами, в яких вона вирощується. Він повинен забезпечити створення оптимальних умов для проростання насіння,росту і розвитку рослин. Виконання цих завдань досягається шляхом боронування, шлейфування, культивації, прикочування.

Боронуванням розпушують верхній шар ґрунту, знищують бур’яни і вирівнюють поверхню оранки для 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)

Вибрати тип борони для формування поверхневого шару необхідно з урахуванням стану ґрунту. При можливості використання середніх або легких борін не треба використовувати важкі, бо вони утворюють мікрогрудкувату структуру. Не залежно від типу борони в процесі її роботи зуби утворюють в ґрунті окремі борозенки на однакій відстані (49мм) між ними. Якщо хід зубів має попередні зміщення це означає, що борозна неправильно приєднана до трактора. Для недопущення цього необхідно, щоб тяги, які з’єднують ланки борони із штельвагою і ланки, які з’єднають її, з щіпкою були однакової довжини. Це забезпечується регулюванням довжини з’єднувальних тяг.

Шлейф-борони працюють аналогічно легким зубовим. Однак порівняно з ними слабкіше розпушують поверхневий шар, але краще вирівнюють поверхню.

Метою допосівної культивації як і 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 сівбою – на глибину розміщення насіння.

Аналіз технологічних процесів боронування та культивації засвічує що в зоні формування посівного ложа структура ґрунтового шару крупнозерниста, що не забезпечує агротехнологічні вимоги процесу. Тож важливим фактором обробітку є прикочування. Воно дозволяє ущільнити відповідні шари ґрунту, інтенсифікувати приток вологи по капілярах з нижніх шарів у верхні і забезпечує ущільнення ложа для насіння,контакт їх з ґрунтом, що відповідно підвищує польову схожість насіння. Адже нормальне проростання насіння забезпечується при наявності води, тепла і кисню повітря. А переущільнений ґрунт має меншу водопроникність та аерацію, в ньому погано розвивається коренева система, зменшується кількість легкодоступних форм мінеральних з’єднань, слабо протікають мікробіологічні процеси. Через це ґрунт необхідно розпушувати культиваторами розпушувачами типу КР-4,5. Ці культиватори призначені для основного та передпосівного суцільного розпушення 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 пристрою та опорних коліс з механізмами регулювання глибини обробітку ґрунту жорстко приєднаних де неї в шаховому порядку двох рядів стрілчастих лап (9 шт.) та шарнірно з'єднаного з рамою дворядного дискового подрібнювача. .(9)

Однією із основних переваг культиваторів для поверхневого та мілкого розпушення (на 5... 16 см) ґрунту над дисковими боронами є утворення вирівняного дна борозни, що важливо для формування посівного ложа при передпосівному обробітку. Робочими органами знаряддя є стрілчаста лапа для мілкого обробітку в комбінації із дисковим подрібнювачем.

Технологічний процес роботи культиватора-розпушувача має істотні особливості. Під час роботи на глибину 5...8 см стабілізаторами глибини обробітку є стрілчасті лапи. Культиватор працює на забур'янених полях, а також по попередньо обробленому агрофону (оранці чи розпушенню), в умовах підвищеної вологості та на пересушених ґрунтах. У разі роботи на попередньо розпушених фонах, у процесі виконання заключних операцій перед сівбою до дискового подрібнювача приєднують зубові борони.

На основі багаторічних досліджень інституту сільського господарства ім. Докучаєва та даних с/г дослідних станцій рекомендована наступна система зяблевого обробітку ґрунту. Поле з-під різних культур, які засмічені мало річними бур’янами, лущити дисковими лущильниками на глибину 6-8см з наступною зяблевою оранкою при появі основної маси сходів бур’янів. Поля з багаторічними кореневищними бур’янами вимагають двох лущень: перше проводиться дисковими лущильниками на глибину 6 – 8см одночасно із збиранням або слід за ним, друге – корпусними лущильниками на глибину 10 – 12 або 12 – 14см при появі розеток. (8,10)

Тип робочих органів вибирають залежно від стану ґрунту і забур'яненості поля. На ранньовесняній культивації при невеликій щільності ґрунту та відсутності бур'янів культиватори обладнують пружинними лапами. У разі відсутності цих лап встановлюють укорочені стрілчасті лапи з шириною захвату 100-120 мм. Під час роботи такі лапи менше залишають і не вивертають на поверхню вологий грунт із нижніх шарів. Для обробітку слабо-забур'янених полів на короткі гряділі переднього ряду культиватора встановлюють стрілчасті лапи з шириною захвату 270 мм, а на довгі гряділі заднього ряду - 330 мм. При значній забур'яненості на коротких і довгих гряділях встановлюють стрілчасті лапи з шириною захвату 330 мм із перекриттям по ширині 5-6 см. Для знищення бур'янів із розвинутою кореневою системою на культиватор у три ряди встановлюють розпушувальні лапи. Для вичісування коренів паросткових бур'янів і культивації ґрунтів підвищеної вологості використовують списоподібні лапи на посиленому пружинному стояку.

При налагодженні культиваторів регулюють кут входження лап у ґрунт, від якого залежать якість роботи та тяговий опір культиваторів. Передпосівну культивацію дерново-підзолистих легких і середніх ґрунтів на глибину 6-8 см виконують при горизонтальному встановленні лап. При культивації на глибину 8-10 см лапи встановлюють у положення, за якого кут входження становить 1-1,5°. Для культивації важких ґрунтів на глибину 10—14 см стоякам стрілчастих лап надають положення, за яким вони виходять уперед на кут до 3°.

Важливим агротехнологічним прийомом підвищення продуктивності дерново-підзолистих і сірих опідзолених ґрунтів є також поглиблення орного шару в західному регіоні України. Про це свідчать результати досліджень в НДІ землеробства і рослинництва західних регіонів. Так, наприклад найбільшу ефективність поглиблення орного шару проявилася при вирощувані цукрових буряків і картоплі ( за схемою h=25+45см). Прибавка коренеплодів цукрових буряків в середньому сягала 87-96 ц/га (врожайність без ґрунто-поглиблення 381 ц/га), в тому числі в результаті поглиблення 35-46 ц/га, внесення добрив 50-54 ц/г. Характерно, що при цьому поглиблення орного шару сприяло більш ефективного використанню добрив. Якщо прибавка врожайності коренеплодів без добрив при поглибленні орного шару складало 106-120 ц/га, то без поглиблення – лише 39-56 ц/га, тобто в 2-3 рази менше. У підвищенні врожайності на частку добрив припадає 53-60% , а на частку поглиблення орного шару – 40-47%.

Відповідно врожайність картоплі на фоні підвищення доз добрив (N90 P90 K90) і поглиблення орного шару підвищилась в середньому до 246-250ц/га або 46-50 ц/га, а озимої пшениці зросла до 41-43 ц/га в першій ротації і до 44-45 ц/га у другій, ячменю відповідно до 27-31 ц/га.

Позитивний вплив такого обробітку впливає на якість урожаю. Зокрема цукристість коренеплодів цукрових буряків при поглиблені на 30 см і внесенні звичайної норми добрив підвищилася до 17,1% (в контролі – 16,6%). Крохмалистість картоплі змінилася в незначній мірі (14,9-15,2%). Вміст білка в зернах пшениці підвищився з 11,28-12,0%, клейковини з 23-27 до 25-28,5%, протеїну в травосуміші конюшини з 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, а фосфору і калію – в шарі 10-40см у варіантах внесення звичайних доз добрив. .(12)

Механічний обробіток потужного малогумосного чорнозему у Лісостепу України проводиться з метою надання оброблюваного шару ґрунту дрібко грудкуватого стану. За даними досліджень Білоцерківського с/г інституту оптимальна об’ємна маса оброблюваного шару такого ґрунтового горизонту складає 1,1…1,2 г/. Однак при цьому різні с/г культури неоднаково реагують на щільність складу грунту. Оптимальна щільність в момент сівби для цукрових буряк і гороху відповідає 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/;

В зоні Лісостепу родючість частин орного горизонту( 0-10,10-20,20-30см) для різних культур неоднакова. Наприклад, врожай цукрових буряків отримують вищий, якщо шар ґрунту 0-30см утворюється з середньої частини (10-20см) необробленого орного шару після збирання озимої пшениці, а ячменю – з верхньої частини 0-10см.

Взаємний перерозподіл, тобто переміщення частин орного шару під впливом обробітку ґрунту на 30 см для різних культур теж різний. Так для ячменю сприятливе розміщення частин 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, що оптимальна частина орного шару ґрунту для різних культур теж має відмінності. Врожайність ячменю з збільшенням глибини обробітку ґрунту підвищується при h=20-24см, а при h >24см – врожайність знижується. Необхідно зазначити що під впливом технологічних схем різноглибинного обробітку ґрунту з обертанням оброблювального шару різних змін в агрофізичних властивостях, верхньо-повітряному і живильному режимах ґрунту не проходить. .(12)

На відміну від різноглибинного обробітку безполицевий під всі культури на таку ж глибину як і оранка, викликає більшу їх диференціацію і супроводжується зниженням продуктивності зерно-буряківничої сівозміни. Але безполицевий обробіток ґрунту на глибину орного шару, а також поверхневий (10-12см) під озиму пшеницю проявляє позитивний вплив на агрегатно-структурний стан ґрунту нижній 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 одноопераційних машин-знарядь та агрегатів

У сільському господарстві важливу роль відіграють механічні засоби виробництва - трактори, автомобілі, та інші робочі і силові машини. Для здійснення процесу виробництва кожне сільськогосподарське підприємство повинно мати необхідну кількість відповідних засобів виробництва, і насамперед механічних (наприклад, комбінованих машин).

Комбіновані машини за способами здійснення технологічних процесів, можна об’єднати в декілька груп:(16)

- комбіновані машини і агрегати, діють на ґрунт у такій ж послідовності, як і окремі одноопераційні машини (вирівнювання поверхні, розпушення з переміщенням, ущільнення);

- машини з робочими органами, що надають складну дію іншим способом (наприклад, фрезеруванням замість вирівнювання і спушення з перемішуванням);

- машини, що надають комбіновану дію (фрезерування і подальше ущільнення).

Відповідно з наявними способами здійснення технологічних процесів розрізняють декілька типів комбінованих машин і агрегатів: (16)

ü агрегати, складені з декількох одноопераційних машин;

ü машини з декількома одноопераційними робочими органами;

ü машини з комбінованими (багатоопераційними) робочими органами;

ü комплексні агрегати.

Застосування комбінованих агрегатів, складених з декількох одноопераційних машин, являється простим способом виконання ряду технологічних операцій за один прохід агрегату. Такими агрегатами , наприклад, є: плуг з катками, культиватор з боронами, культиватор з сівалкою і катками, і тому подібне.

Машини з'єднуються в агрегаті ешелонно (одна за одною ), фронтально (поруч) або комбіновано. У першому випадку весь технологічний процес обробітку повністю здійснюється за один прохід агрегату, в останніх випадках - за декілька проходів (2 або 3).

Ешелоноване розміщення машин до мінімуму скорочує проміжок часу між операціями і виключає вплив на технологічний процес погодних умов, проте на вологих ґрунтах посилюється залипання робочих органів машин, які слідують за першою машиною (сівалок, катків). При даному розміщенні в основному застосовують причіпні машини або першу навісну, а подальші - причіпні.

При фронтальному розміщенні машин між операціями є певний проміжок часу (5 - 20 хв), що при дощовій погоді може заважати, а при хорошій - сприяти роботі агрегату. Крім того, при такому розміщенні машини знаходяться ближче до трактора і агрегат може бути використаний навісним.

Основною перевагою описаного способу є те, що комбіновані агрегати складають з наявних серійних машин без їх переробки або з незначними доповненнями (устаткуванням зчіпними пристроями для з'єднання машин між собою). Недоліком є те, що такі комбіновані агрегати громіздкі і металоємні. В порівнянні з одномашинними агрегатами вони мають знижені коефіцієнти готовності, технічного використання і використання змінного і експлуатаційного часу. Крім того, машини, що входять в агрегат, зазвичай розраховані на самостійну роботу з тракторами при їх оптимальному завантаженні. Тому вони часто не узгоджуються по ширині захвату і оптимальної швидкості роботи і буває важко підібрати оптимальні параметри складеного комбінованого агрегату. Все вищезгадане є причиною обмеженого використання агрегатів, що складаються з декількох одноопераційних машин.

Більш раціональнішим рішенням є комбінована машина-агрегат (машини з декількома одноопераційними робочими органами), на загальній рамі якої послідовно розміщені різні за призначенням робочі органи або секції робочих органів, запозичені від простих машин. Прикладами таких машин є плуг ПРК-4-42 з розпушувачем підорного шару, комбіновані культиватори КШП-8, КПС-4, УСМК-5,4 і РВК-3,6. Агрегат основної і передпосівної підготовки ґрунту АКП-2,5 складається з двох секцій і поєднує ознаки першого і другого типів.

Техніко-експлуатаційну оцінку одноопераційних машин-знарядь та агрегатів можна розглянути на прикладі плуга ПРК-4-42 з розпушувачем підорного шару та комбінованого культиватора КПС-4.

Плуг-розпушувач комбінований ПРК-4-42 (П — плуг; Р — розпушувач; К — комбінований; 4 — кількість корпусів; 42 — ширина захвату одного корпусу, см) призначений для виконання полицево-чизельного або полицево-плоскорізного основного обробітку ґрунту на глибину 25...35 см під культури II технологічної групи. Він складається з рами, встановлених на ній верхніх полицевих корпусів та розпушувачів, механізму приєднання до трактора та опорного колеса. (9)

Технологічний процес оранки з поглибленням орного шару ґрунту характеризується підрізуванням, розпушенням, обертанням та переміщенням верхньої скиби і розпушенням без переміщення нижньої. Розпушення може здійснюватися плоскорізним або чизельним робочим органом. При застосуванні плоскорізного робочого органу відбувається повне підрізування 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 за допомогою змінного плоскорізального корпусу нижнього ярусу. Щодо другого варіанту виконання технологічного процесу оранки з поглибленням орного шару ґрунту, то застосування чизельного робочого органа дає змогу виконувати обробіток (полицево-чизельний) без створення «плужної підошви», проте й без підрізування коренів бур'янів у нижньому шарі. Конструктивно-технологічні параметри встановлення чизельного робочого органа мають відповідати певним умовам. Положення розпушувача відносно плужного корпусу характеризується параметрами ас та с, що визначаються з виразів

0 < ас < а2 + 0,5b; с = ас + hpctgβ,

де — висота гребенів на дні борозни; β — кут сколу нижньої скиби.

Для ефективного (100 %) знищення «плужної підошви» розпушувачі мають працювати 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 реалізовано при застосуванні змінних робочих органів на ярусних плугах та в комбінованих плугах-розпушувачах. Він займає проміжне положення між глибокою (25...35 см) ярусною та мілкою (12...22 см) оранками за характером впливу на ефективність вирощування сільськогосподарських культур. Глибину ходу верхніх полицевих корпусів залежно від умов установлюють 12...22 см. Це та інші регулювання здійснюються так само, як і .на ярусному плузі.

Культиватор паровий швидкісний КПС-4 (К — культиватор, П — паровий, С — швидкісний, 4 — ширина захвату, м) призначений для передпосівного суцільного розпушення ґрунту на глибину до 12 см та очищення ґрунту на чорних парах від бур'янів з одночасним боронуванням. Робоча швидкість до 3 м/с. Випускається у причіпній або начіпній модифікаціях. Один культиватор агрегатується з тракторами класу 0,9 і 1,4. Два культиватори зчіпкою СГ-11У з'єднують з тракторами тягових класів 3. Чотири культиватори зчіпкою СГ-16 агрегатують з тракторами класу 5.

Причіпний культиватор КПС-4 складається з рами , 2 коліс з пневматичними шинами, сниці , робочих органів , приєднаних до гряділів, начіпного механізму для приєднання борін та механізму регулювання заглиблення робочих органів. Рама культиватора зварна чотирикутної форми. На передньому брусі, виготовленому з квадратної труби, приварені скоби до яких шарнірно приєднані гряділі з робочими органами. До комплекту культиватора належать шість довгих, два обвідних, три коротких і п'ять бічних гряділів. Із заднім брусом рами гряділя з'єднані через натискні штанги. До переднього бруса шарнірно приєднана сниця і ходові колеса. Для регулювання глибини ходу робочих органів є механізми гвинтового типу. Гвинт кожного механізму з'єднаний з кронштейном колеса і бічним променем сниці. Цими механізмами можна змінювати положення ходових коліс відносно рами. Культиватор комплектують універсальними стрілчастими лапами з шириною захвату 270 і 330 мм або розпушувальними лапами з пружинними стояками. Пристрій для начіплювання борін складається з чотирьох штанг, приєднаних до рами культиватора і попарно з'єднаних між собою поперечними брусами. Кожний поперечний брус має по чотири знижувачі, до яких прикують борони. До культиватора додається спеціальний шарнір, яким з’єднують культиватори при шеренговому агрегатуванні.(9)

У начіпному культиваторі КПН-4 замість причіпної сниці до рами скобами і болтами кріпиться механізм навішування на трактор. Цей культиватор комплектують укороченими гряділями.

Перевагою комбінованих машин даного типу, в порівнянні з першим, є велика компактність і менша металоємність, що дозволяє частину машин робити навісними або напівнавісними. Перевагою таких машин є можливість використання робочих органів і секцій серійних машин в потрібному поєднанні. До недоліків слід віднести складнішу конструкцію рами, нагромадження на ній робочих органів, що інколи утрудняє обслуговування машини, збільшує тенденцію до забивання ґрунтом і рослинними залишками, знижує експлуатаційну надійність у порівнянні з простими одноопераційними машинами.

В першому розділі – «Аналітичного огляду літератури», висвітлено три питання в яких розкрито важливі аспекти даного розділу. Це, насамперед, описано агротехнологічні вимоги до процесу формування агрегатної структури продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих культур, показано характеристику та зональні особливості проведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зернові сільськогосподарські культури та дано техніко-експлуатаційну оцінку одноопераційних машин-знарядь та агрегатів.

Отримання стабільних урожаїв сільськогосподарських культур пов'язане з вчасним і якісним проведенням поверхневого обробітку ґрунту та створенням сприятливих умов для розвитку культурних рослин у період вегетації. Саме це показано у питанні про агротехнологічні вимоги до процесу формування агрегатної структури продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зернових культур, адже важливе місце в цьому процесі посідають культиватори (У випадку, коли ґрунт із зими вийшов у досить пухкому стані, особливо посушливою весною використовують борони-культиватори ВНІЦ-Р). При виконанні передпосівної культивації основним її завданням є створення сприятливих умов для проростання насіння і дальшого росту рослин.

Операції передпосівного обробітку ґрунту під с/г культури визначається за особливостями культури та умовами, в яких вона вирощується тому це питання висвітлено у другому пункті даного розділу. Тут дана характеристика проведення передпосівного обробітку грунту під ярі сільськогосподарські культури. Адже для забезпечення їхнього росту потрібне створення оптимальних умов для проростання насіння, росту і розвитку рослин. Виконання цих завдань досягається шляхом боронування, шлейфування, культивації, прикочування. Боронуванням розпушують верхній шар ґрунту, знищують бур’яни і вирівнюють поверхню оранки для скорочення випаровування вологи для цього слід правильно вибрати типи борони для формування поверхневого шару з урахуванням стану ґрунту. Шлейф-борони працюють аналогічно легким зубовим. Однак порівняно з ними слабкіше розпушують поверхневий шар, але краще вирівнюють поверхню. Метою допосівної культивації як і 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 технологічних процесів боронування та культивації засвічує що в зоні формування посівного ложа структура ґрунтового шару крупнозерниста, що не забезпечує агротехнологічні вимоги процесу, важливим фактором обробітку є прикочування. Воно дозволяє ущільнити відповідні шари ґрунту, ін