Файл: Глейберзон Д.А. Система машин для обработки эрозионных почв.pdf

После освоения целинных и залежных земель, когда резко возросли площади зерно­ вых культур в сухостепной зоне земледелия Казахстана, вопрос механизированного снего­ задержания приобрел особо важное значение. Возникла неотложная необходимость создать для снегозадержания такой снегопах, который бы отвечал всем агротехническим требова­ ниям данной зоны.

Агротехнические требования на снегопах-валкообразователь

Для образования снежных валиков доста­ точной высоты — в 2—3 раза больше глубины снега на поле — снегопах должен заглублять­ ся без дополнительного груза в снежный по­ кров любой плотности.

Чтобы можно было проводить снегозадер­ жание в более ранний период, орудие должно быть работоспособным при толщине снежного покрова, начиная с 8—10 см.

Для лучшего завихрения воздуха и оседа­ ния перевеваемого снега стенки и вершины валиков должны состоять из отдельных глыб с просветом между ними. Сглаженные валики допустимы лишь при работе на рыхлом и влажном снеге.

С целью защиты озимых и многолетних трав от вымерзания снегопах во время работы должен оставлять на поверхности почвы за­ щитный слой снега толщиной не менее 5 см.

Суровые зимние условия сухостепной зоны определяют особые требования, предъявля­

20

емые к эксплуатационным качествам снегопа­ хов и всего агрегата в целом, работающего на снегозадержании. Конструкция снегопаха должна быть прочной, а коэффициент эксплуа­ тационной надежности орудия равным едини­ це. Высокими должны быть и другие эксплуа­ тационные показатели снегопаха. Транспорт­ ное устройство и регулировки снегопаха должны быть простыми по конструкции и удобными при использовании.

Снегопах должен агрегатироваться с гусе­ ничным трактором, у которого лучшая прохо­ димость по снежной целине. Составление громоздких широкозахватных агрегатов на снегозадержании нерационально ввиду их эксплуатационной ненадежности. Объяснить это можно значительными колебаниями на­ грузок на консолях сцепок из-за резких изме­ нений тяговых сопротивлений снегопахов. Из­ менения обусловлены неравномерностью глубины и плотности снега на поле и ударны­ ми нагрузками при срезе мерзлых кочек зем­ ли. Кроме того, при заезде в глубокий снег (более 30 см) тяговые показатели трактора резко снижаются, и громоздкий агрегат ста­ новится неработоспособным.

Тип и основные параметры снегопаха для сухостепной зоны

Значительная прочность снега и сильные ветры, характерные для степных районов Ка­ захстана, определяют способ образования снежных валиков. Способ основан на кроше­

21

нии ветрового наста на крупные глыбы, не раздуваемые ветром, подъеме и перемещении их на середину орудия в один валик и на уста­ новке верхних глыб в устойчивое положение, близкое к вертикальному.

К такой технологии образования снежных валиков лучше всего приспособлены риджер- но-отвальные снегопахи, рабочими органами которых являются два отвала, поставленные под углом к направлению движения и рабо­ тающие всвал. Принцип действия основан на том, что благодаря этим отвалам орудие под тяжестью собственного веса и реактивных сил подрезаемого снежного пласта заглубляется в снег.

Основными параметрами отвального рабо­ чего органа являются: угол крошения (угол в продольно-вертикальной плоскости); угол по­ становки отвала к направлению движения; ширина рабочего захвата; тип, высота и ра­ диус кривизны отвала. Для разработки кон­ струкции орудия необходимо также знать оптимальную ширину рабочего захвата его и заднего просвета.

Оптимальные угловые параметры отвала снегопаха должны обеспечивать:

допустимое крошение снежного пласта; равномерное движение снежных глыб по

отвалу (без сгруживания); хорошую заглубляемость орудия в плот­

ный снег; минимальное тяговое сопротивление ору­

дия.

Исследованиями установлено, что интен­

22

сивное разрушение снежного пласта происхо­ дит при углах крошения более 45°. Следова­ тельно, угол крошения отвала должен быть менее 45°.

Равномерное перемещение глыб снега от­ мечается при угле крошения около 30°. При дальнейшем уменьшении угла крошения, а также при величине этого угла более 45° про­ исходит сгруживание снега и перетирание глыб, что, в свою очередь, вызывает увеличе­ ние тягового сопротивления орудия.

Меньшее тяговое сопротивление и лучшая заглубляемость орудия отмечены при угле крошения, равном 30°. Следовательно, опти­ мальным углом крошения отвала снегопаха для работы по уплотненному снегу является угол, близкий к 30°.

Угол постановки отвала к направлению движения в значительной степени влияет на размер глыб по ширине. С уменьшением этого угла размер глыб по ширине увеличивается. Наиболее крупные глыбы получаются, если угол постановки отвала к направлению дви­ жения равен 15°. Более интенсивное разруше­ ние снежного пласта происходит при углах более 30°. Следовательно, на практике наибо­ лее целесообразно выбирать угол постановки отвала в пределах 15—30°. Это даст возмож­ ность равномерно перемещать глыбы вдоль отвала и, кроме того, не противоречит выбору данного угла по тяговому сопротивлению, так как минимальное тяговое сопротивление на снеге имеет отвал с углом постановки к на­ правлению движения около 30°. Из конструк­

23

тивных соображений этот угол лучше выбирать ближе к 30°, так как при уменьшении угла длина отвала резко увеличивается, что, в свою очередь, заставляет усложнять конструкцию.

Угол постановки лемеха отвала ко дну бо­ розды (угол в вертикальной плоскости, пер­ пендикулярной к лезвию лемеха) является производным от угла крошения и угла поста­ новки отвала к направлению движения. Для оптимальных значений данных углов, равных 30°, угол постановки лемеха ко дну борозды равен 49°. При выборе угла крошения и угла постановки отвала к направлению движения менее 30° на 3—5° (значения этих углов бо­ лее 30° нежелательны), угол постановки ле­ меха ко дну борозды изменяется в пределах

45—55°.

Как уже отмечалось, рабочий захват сне­ гопаха должен обеспечивать образование снежных валиков высотою в 2—3 раза больше толщины снежного покрова. Для этого в рид- жерно-отвальном снегопахе предусмотрено наиболее рациональное размещение рабочих органов — симметричное расположение отва­ лов, сдвигающих глыбы снега в один валик. В этом случае наиболее выгодной и устойчи­ вой формой сечения валика можно считать трапецию. При таком сечении ширина рабо­ чего захвата орудия с учетом осыпаемости мелкого снега должна быть 2,5—2,6 м.

Лемех отвала подрезает и разрушает пласт снега на крупные глыбы. Подъем и плавное перемещение их на середину орудия могут быть выполнены одним из простейших типов

24

криволинейных поверхностей — цилиндриче­ ским отвалом, поставленным под углом к на­ правлению движения. Постоянная кривизна отвала и параллельность образующих позво­ ляют избежать большой деформации снежных глыб при их перемещении по отвалу. Кроме того, для изготовления цилиндрического отва­ ла длиною около 3 м не требуется специаль­ ного оборудования.

Высота и радиус кривизны отвала опреде­ ляются в зависимости от укладки подрезан­ ного пласта снега на рабочей поверхности отвала, что, в свою очередь, обусловливается рабочим захватом отвала, углом постановки его к направлению движения и углом поста­ новки лемеха ко дну борозды. При оптималь­ ных значениях этих параметров величина ра­ диуса кривизны отвала, рассчитанного по формуле академика В. П. Горячкина с учетом необходимого подгиба крыла отвала (не бо­ лее 5—8 см), находится в пределах 85—95 см. При этом высота отвала равна 90—100 см.

Для увеличения прочности носовой части отвала, при малых углах постановки его к направлению движения (менее 30°), передний обрез отвала выполняется в плоскости, пер­ пендикулярной лезвию лемеха.

Высота переднего обреза отвала должна несколько превышать максимальную глубину снежного покрова. Для рассматриваемой зо­ ны высота переднего обреза отвала выбирает­ ся в пределах 40—45 см.

Задний обрез отвала выполняется по на­ клонной прямой, определяемой формой сече­

25

ния валика — трапецией. Ширина заднего про­ света орудия определяется условием свободно­ го прохода глыб снега (без торможения). При рабочем захвате орудия 2,6 м нормальная ра­ бота его достигается при ширине заднего про­ света орудия по низу, равной 80 см, а по верху — 60 см. При таком заднем просвете орудия верхние глыбы устанавливаются в устойчивое положение, близкое к вертикаль­ ному, а осыпавшиеся небольшие куски и сы­ пучий снег расширяют валик лишь с высоты 20—30 см, прикрывая часть оголенной почвы.

Верхний обрез отвала, выполненный на ло­ бовом контуре под углом 30° к горизонтали, позволяет добиться нормальной работы ору­ дия без пересыпания глыб через отвал.

Полученные в результате проведенных ис­ следований оптимальные параметры рабочего органа снегопаха реализованы в риджерноотвальном снегопахе СВУ-2,6 конструкции КазНИИМЭСХ.

Риджерно-отвальный снегопах СВУ-2,6

Риджерно-отвальный снегопах СВУ-2,6— металлическая конструкция весом 750 кг, с рабочим захватом 2,6 м (рис. 1).

Рабочими органами снегопаха являются два цилиндрических отвала, выполненных из четырехмиллиметровой стали. Отвалы снаб­ жены съемными лемехами из полосовой стали 10X90 мм, угол постановки лемехов ко дну борозды — 49°. Отвалы поставлены симмет-

26

Рис. 1. Риджерно-отвальный снегопах СВУ-2,6.

рично под углом 27° к направлению движе­ ния и работают всвал. Передний обрез отва­ ла выполнен в плоскости, перпендикулярной к лезвию лемеха, и усилен ребрами жестко­ сти. Высота переднего обреза отвала —440 мм. Ширина заднего просвета орудия по низу —

800 мм, по верху — 600 мм.

В нижней части, с тыльной стороны, отва­ лы усилены приваренными к ним уголками. Кроме того, отвалы усилены ребрами жестко­ сти, а в передней части стянуты шпренгелями. Верхние концы шпренгелей крепятся к раме. Каждый отвал приваривается к косынкам двух стоек, которые болтами крепятся к двум поперечным балкам рамы, выполненным из швеллеров, сваренных в коробку.

Поперечные балки рамы скреплены двумя продольными грядилями. Грядили имеют по­

27

низители с отверстиями для регулировки вы­ соты точки крепления прицепа. Прицеп жест­ кий, сварной конструкции, шарнирно крепит­ ся к понизителям прицепа горизонтальными штырями.

Снегопах имеет 4 полозка, прикрепленных к стойкам отвалов. Назначение полозков — регулировать толщину защитного слоя снега на полях озимых и многолетних трав.

Транспортируется снегопах задом наперед за транспортные тяги, укрепленные сзади от­ валов.

Таблица 4

Высота валиков, образованных разными типами снегопахов, при плотности снега 0,32 см3

и температуре снега — 12°С

Риджерно-отвальный снегопах хорошо за­ глубляется в плотный снег и образует валики

28

Рис. 2. Смежный валик, образованный снегопахом СВУ-2,6.

достаточной высоты (табл. 4). Он формирует глыбистые валики, не раздуваемые ветром

(рис. 2).

Орудие имеет высокие эксплуатационные показатели: коэффициент эксплуатационной надежности — 1,0, коэффициент технологиче­ ского обслуживания — 0,98, коэффициент ис­ пользования рабочего времени смены — 0,95.

Производительность снегопаха СВУ-2,6 за час чистой работы, в зависимости от глубины и состояния снега, а также гребнистости по­ верхности почвы, составляет 5—7 га.

Применение снегопахов СВУ-2,6

Снегозадержание тракторными снегопаха­ ми СВУ-2,6 проводится на зяби, парах, на

29