Разработка операционной технологии по внесению твердых органических удобрений
Назначение операции
Главным резервом роста урожайности всех сельскохозяйственных культур является применение удобрений. Учеными ряда стран доказано, что более 50% прибавок урожая формируется за счет их применения. По затратам труда и стоимости операции, связанные с применением удобрений, относятся к числу наиболее емких в сельскохозяйственном производстве и представляют проблему рационального их использования.
На рис. 1 представлена концептуальная модель получения урожая.
Рис. 1. Концептуальная модель получения урожая
Видно, что технология применения удобрений определяется их видом и способом внесения, кроме того, она включает технологические схемы и технические средства.
Органические удобрения в зависимости от их влажности подразделяются на твердые (40-80%) и жидкие (88,5-89,5% – свиней, 90–91,5% – крупного рогатого скота).
Минеральные удобрения более концентрированные, они могут быть простыми и сложными, как в твердом виде (гранулированные и кристаллические), так и в жидком (эмульсии, суспензии, растворы). Как исключение безводный аммиак представляет собой парожидкостную смесь.
Известковые удобрения находятся в твердом виде (гранулированные, пылевидные).
Поверхностное и внутрипочвенное внесение может осуществляться сплошным и локальным способами.
Агротехнические требования
Разнообразие видов удобрений их состояний, концентрация обуславливает применение пяти технологических схем внесения.
Прямоточная технологическая схема внесения включает операции: погрузку в транспортно-технологические средства, транспортировку и распределение в поле поверхностным или внутри-почвенным способом, т. е. движение удобрения от места хранения до почвы идет без разрыва во времени, а это исключает необходимость в создании промежуточных площадок для хранения и последующую погрузку в распределительные средства. Однако для достижения высокой эффективности использования всего комплекса погрузочных, вспомогательных, транспортно-технологических средств при больших расстояниях транспортирования требуется значительное количество последних.
Для перевалочной схемы характерны доставка удобрений на край поля или в кучи на само поле транспортом общего назначения, последующая погрузка в распределители, которые перемещаются в пределах поля и вносят удобрения внутрипочвенно или на ее поверхность. При такой схеме возможно применение высокопроизводительного большегрузного транспорта, сокращение агротехнических сроков внесения удобрений, уменьшение потребности в специализированных распределителях. В этом случае наблюдается разрыв потока удобрений от места хранения до почвы во времени.
Перегрузочная технологическая схема от перевалочной отличается тем, что удобрения, доставленные на край поля или на само поле, из транспорта общего назначения перегружаются в технологическую емкость распределителя, после чего осуществляется их внесение. Здесь нет разрыва потока удобрений во времени, что исключает операцию погрузки удобрений в поле, но возникает негативное явление – взаимозависимость транспортных и распределительных средств, так называемая «жесткая» связь циклов одних и других технологических средств. Равенство циклов или их кратность в практике обеспечить трудно, кроме того, должно соблюдаться равенство грузоподъемностей. Это снижает эффективность применения перегрузочной схемы.
Перегрузка удобрений из транспортного средства в распределитель может осуществляться по ряду вариантов[1], с. 116:
- применение полевой передвижной перегрузочной эстакады, на которую въезжает автосамосвал и перегружает в технологическую емкость распределителя удобрений;
- использование автосамосвалов с предварительным подъемом кузова;
- осуществлять распределение удобрений разбрасывателями с низко опускающимся кузовом.
Негативные последствия - «жесткая» связь, соблюдение равенства грузоподъемностей транспортного и распределительного средства могут быть устранены применением промежуточных полевых емкостей – перегрузчиков – компенсаторов, куда удобрения перегружают из транспортных средств, а затем загружают в распределители (возможна и самозагрузка).
При двухфазной технологической схеме распределение удобрений по полю осуществляется в два приема:
- раскладка куч удобрений на поле с предварительной ее разметкой, учитывающей дозу внесения, вес куч, ширину захвата машины, осуществляющую распределение удобрений на втором этапе;
- распределение удобрений по полю из куч.
Основными требованиями, обеспечивающими качество распределения удобрений, являются: применение на доставке удобрений в поле транспортных средств одинаковой грузоподъемности, микрорельеф поля должен быть выровнен.
Комбинированная схема отличается от перевалочной тем, что жидкие удобрения (жидкие органические) транспортируются в полевые хранилища-накопители по напорному трубопроводу. Из накопителей на краю поля посредством насосных установок или самозагрузкой жидкие удобрения загружаются в технологические емкости распределителей.
Энергетика
Машинно-тракторный агрегат – основная разновидность сельскохозяйственного машинного агрегата, энергетическим средством для которого служит трактор или самоходная машина. В тяговом агрегате трактор используют как тяговое энергетическое средство (например, вспашка, лущение, боронование). В тягово-приводном агрегате трактор используют для перемещения машин и вращения их рабочих органов (фрезирование, рассадопосадочные), осуществляется отвалом отбора мощности (ВОМ) и еще через гидропривод (при помощи гидравлики трактора). В приводном агрегате мощность двигателя трактора расходуется на привод механизмов рабочих машин. Исходя из конкретных условий внесения твердых органических удобрений выбраны марки следующие марки тракторов и сельскохозяйственных машин: трактор К-701 и машина ПРТ-16М, трактор Т70СМ и машина МТТ-Ф-8.
Приведем их описание и технические характеристики.
Трактор К-701.
Колесный, сельскохозяйственный, общего назначения, повышенной проходимости, тягового класса 5.
Предназначен для выполнения в агрегате с широкозахватными машинами различных сельскохозяйственных (вспашка и глубокое рыхление почвы, культивация, дискование, боронование, лущение стерни, посев, снегозадержание), транспортных, дорожно-строительных, мелиоративных, землеройных и других работ.
На тракторе установлен четырехтактный, двенадцатицилиндровый, V-образный дизельный двигатель ЯМЗ-240Б (ЯМЗ-240БМ) с запуском от электростартера с предварительной прокачкой маслозакачивающим насосом. Для облегчения запуска в холодное время года служит предпусковой подогреватель.
Силовая передача состоит из полужесткой муфты с редуктором привода насосов гидросистем управления поворотом и навесным оборудованием; механической, двенадцатискоростной, четырехрежимной коробки передач с зубчатыми колесами постоянного зацепления и фрикционными элементами; открытой карданной передачи с игольчатыми подшипниками; ведущих мостов.
Коробка передач с механизмом переключения передач внутри каждого режима без разрыва потока мощности. В коробке передач может быть установлен ходоуменьшитель.
Ведущие мосты с автоматической блокировкой дифференциала жестко соединены с рамой. Задний мост можно отключать, передний включен постоянно. Конечная передача планетарная.
Управление трактором прямое и реверсивное при помощи рулевого колеса через червячную передачу и распределитель золотникового типа. Механизмом поворота служит рама, шарнирно сочлененная с двумя силовыми гидроцилиндрами двойного действия.
Ходовая часть состоит из четырех односкатных колес с шинами низкого давления с протектором повышенной проходимости. Все колеса оборудованы колодочными тормозами с пневматическим ножным приводом. Ручной стояночный тормоз дисковый, установлен на переднем мосту.
Кабина цельнометаллическая, двухместная, герметизированная, с отоплением и вентиляцией. Сиденье подрессоренное, регулируемое по росту и массе водителя.
Привод прицепных и навесных машин от независимого ВОМ (односкоростной с задним расположением).
Трактор оборудован раздельно-агрегатной гидравлической системой, трехточечным механизмом навески, гидрокрюком и прицепной скобой.
Система электрооборудования постоянного тока, однопроводная, с номинальным напряжением 12 В. Минус выведен на массу.
Рекомендуется для зон: 2... 3, 5... 14, 16... 20.
Техническая характеристика
Эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.) 198,6 (270)
Частота вращения, мин-1:
коленчатого вала двигателя 1900
ВОМ 1000
Диаметр цилиндра, мм 130
Ход поршня, мм 140
Удельный расход топлива при эксплуатационной мощности,
г/кВт*ч (г/л.с.*ч) 258 (190)
Число передач:
переднего хода 16
заднего 8
Диапазон скоростей движения, км/ч 2,9... 33,8
Вместимость топливных баков, л 640 (2*320)
Шины 28,1R26
Уровень шума на рабочем месте, дБА 85
Максимальная концентрация пыли, мг/м3 10
Давление в шинах, МПа (кгс/см3) 0,14 … 0,17 (1,4 … 1,7)
Минимальный дорожный просвет, мм 430
Продольная база, мм 3200
Колея, мм 2115
Наименьший радиус поворота, мм 7200
Габаритные размеры, мм 7400*2850*3685
Масса (конструкционная) с основным оборудованием, кг 1240
Трактор Т-70СМ.
Гусеничный, пропашной, тягового класса 2, является модернизацией трактора Т-70С. Предназначен для выполнения в агрегате с навесными, полунавесными и прицепными гидрофицированными машинами всего комплекса работ по возделыванию сахарной свеклы, высеваемой с междурядьями 45 и 60 см, и других пропашных культур. Можно использовать на работах общего назначения.
На тракторе установлен бескомпрессорный четырехцилиндровый четырехтактный дизельный двигатель Д-241Л с непосредственным впрыском топлива, жидкостным охлаждением. Запуск основного двигателя с места водителя при помощи пускового двигателя с электростартером Остов трактора состоит из полурамы, выполненной из двух лонжеронов, связанных между собой передним брусом, и корпусов: главной муфты сцепления, КП, заднего моста, конечных передач. Спереди и сзади он подрессорен четырьмя круглыми, поперечно расположенными торсионами (по два спереди и сзади)
Коробка передач механическая, восьмиступенчатая, с передвижными шестернями и блокировочным устройством, исключающим запуск дизеля при включенной передаче.
Для выполнения работ общего назначения трактор комплектуется гусеничной цепью шириной 30 см.
На тракторе установлен задний ВОМ, имеющий независимый и синхронный приводы. Независимый привод осуществляется от коленчатого вала дизеля через двухскоростной редуктор, расположенный в корпусе муфты сцепления и позволяющий получать две скорости вращения.
Трактор оборудован раздельно-агрегатной гидросистемой, механизмом задней навески с автосцепкой для присоединения навесных и полунавесных сельскохозяйственных машин.
Машины присоединяют при помощи прицепного устройства, устанавливаемого на задние концы продольных тяг механизма навески.
Трактор обслуживает один тракторист.
Рекомендуется для зон: 1... 9, 11... 13, 15... 17, 19
Техническая характеристика
Эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.) 51,5 (70)
Частота вращения, мин-1:
коленчатого вала двигателя 2100
BОM независимого (синхронного, об/1м пути) 540 и 1500 (5,3)
Диаметр цилиндра, мм 110
Ход поршня, мм 125
Удельный расход топлива ври эксплуатационной
мощности, г/кВт-ч (г/л.с.*ч) 242 (175)
Число передач:
переднего хода 8
заднего 2
Диапазон скоростей движения, км/ч 1,58 … 11,36
Вместимость топливного бака, л 160
Колея (расстояние между серединами гусениц), мм 1350
Продольная база, мм 1895
Ширина звена гусениц, мм 200 и 300
Среднее удельное давление на почву соответственно при ширине
гусениц 200 и 300 мм, МПа (кгс/см2) 0,07 и 0,05
(0,7 и 0,5)
Максимальный уровень шума в кабине, дБА 84
Наименьший радиус поворота, мм 2500
Дорожный просвет (на твердом грунте), мм 460
Габаритные размеры, мм:
длина по концам нижних тяг заднего навесного 3300
ширина по наружным кромкам гусениц соответственно
при ширине гусеницы 20 и 30 см 1550 и 1650
высота 2970
Масса, кг 4040
Машина для внесения твердых органических удобрений ПРТ-16М.
Предназначена для транспортировки и сплошного поверхностного внесения органических удобрений, а также для перевозки различных сельскохозяйственных грузов с выгрузкой транспортером назад (при снятом разбрасывающем устройстве). Грузоподъемность 16 т.
Машина состоит из рамы, кузова, подающего транспортера, разбрасывающего устройства, механизма привода разбрасывающего устройства и привода транспортера, ходовой системы с тормозами, электрооборудования.
Работа ведется челночным способом. Агрегатируется с трактором типа К-701. Обслуживает тракторист. Рекомендуется для зон 1…10.
Техническая характеристика
Производительность в час основного времени, т 65
Ширина внесения удобрений, м 7…8
Погрузочная высота, мм:
по основным бортам 2240
по надставным бортам 2480
по полу платформы 1490
Рабочая скорость, м/с до 1,2
Дорожный просвет, мм 370
Габаритные размеры в рабочем положении, мм 8100*2500*2480
Масса, кг 5325
Машина для внесения твердых органических удобрений МТТ-Ф-8.
Предназначена для транспортировки и сплошного поверхностного внесения твердых органических удобрений, а также для перевозки различных сельскохозяйственных грузов с выгрузкой назад. Агрегатируется с колесными тракторами классов 1, 4 и 2. Обслуживает тракторист. Рекомендуется для зон 1…20.
Техническая характеристика
Производительность в час основного времени, т 97
Грузоподъемность, т 8
Вместимость кузова, м3:
базовой машины без учета насыпного конуса 5,6
с надставными бортами для перевозки измельченных кормов не менее 20
Погрузочная высота, мм:
по основным бортам 3200
с надставными бортами 3100
Ширина внесения удобрений, м 7…8
Доза внесения удобрений, т/га 10;20;30;40;50;60