автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения

На правах рукописи

БОГДАНЧИКОВ ИЛЬЯ ЮРЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ В

КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ

Специальность: 05.20.01 — технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г о пен гт

005061796

Рязань 2013

005061796

Работа выполнена на кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» (ФГБОУ ВПО РГАТУ)

Научный руководитель: Бышов Николай Владимирович

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Успенский Иван Алексеевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО РГАТУ заведующий кафедрой «Технической эксплуатации транспорта»

Седашкин Александр Николаевич кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», профессор кафедры «Сельскохозяйственные машины»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт информации технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса» (ФГБНУ «Росинформагротех»)

Защита состоится «4» июля 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.06 ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» по адресу: 430904, г. Саранск, п. Ягла, ул. Российская, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М.М. Бахтина ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева».

Автореферат разослан «3» июня 2013 г. и размещен на официальных сайтах Минобрнауки РФ http://vak2.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» http://vvwvv.mrsu.ru «4» июня 2013 г. -

Ученый секретарь диссертационного совета

Величко С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная научно-обоснованная система земледелия должна быть эперго- и ресурсосберегающей, а так же, учитывая почвенно-климатические особенности, обеспечивать максимальную урожайность сельскохозяйственных культур. Это невозможно без заботы о почве. Ежегодно в процессе формирования урожая почва теряет до 2 т/га органического вещества. Если не восполнять эти потери, плодородие почвы неуклонно будет снижаться.

Установлено, что ряд микроэлементов необходимых для восстановления почвенного плодородия, больше накапливаются именно в незерновой части урожая (НЧУ). При дефиците минеральных удобрений особенно важно обеспечить достаточное содержание в почве фосфора и калия, в легкодоступной для растений форме. Это эффективно достигается при использовании соломы в качестве удобрения, которая при своем разложении насыщает почву необходимыми элементами. В настоящее время, при сложившейся экономической ситуации, высоких цен на удобрения и истощенных земель применения НЧУ является эффективным и дешевым способом для восстановления почвенного плодородия.

Основная проблема, которая возникает при попытках использования НЧУ в качестве удобрения, заключается в том, что растительная масса имеет длительный период разложения, в результате происходят гнилостные процессы с выделением фенольных соединений, замедляющих развитие растений, что обуславливает невозможность применения НЧУ под озимые культуры. Несовершенство технических средств не позволяют достигнуть требуемой степени измельчения, а для ускорения процесса разложения НЧУ необходимо перед заделкой ее в почву произвести обработку растительной массы специальными препаратами, что влечет за собой использование дополнительных машинно-тракторных агрегатов и как следствие увеличение эксплуатационных затрат.

Степень разработанности темы. Большой вклад в изучение вопроса использования НЧУ в качестве удобрения внесли В.П. Горячкин, О.Г. Ангилеев, Э.В. Жалнин, Э.И. Липкович Е.И. Трубилин, Н.В. Бышов и др. В работах данных авторов были выявлены основные факторы, влияющие на скорость разложения растительных остатков. Это степень измельчения и баланс азота и углерода.

Изучением процесса измельчения соломы занимались Е.И. Резник, C.B. Мельников, В.И. Особов, М.Б. Угланов и др. Ими было установлено, что повышение влажности соломы способствует увеличению степени ее измельчения при резком возрастании энергоемкости процесса.

Работы Н.Г. Ковалева, И.Н. Барановского, Г.Ю. Рабиновича, Э.М. Сульмана, посвященные разработке технологий ускоренной биоферментации органического материала в удобрения, позволяет сделать вывод об эффективности использования гуминовых препаратов для обеспечения требуемого баланса азота и углерода.

Практический интерес вызывает возможность объединения операций по измельчению и обработке НЧУ рабочим раствором гуминовой группы в одну, а

ускоренный процесс разложения при этом позволяет использовать ее в качестве удобрения и под озимые культуры.

Работа выполнялась в соответствии с комплексной темой НИР № 7 (№ гос. регистр. 01201174432) ФГБОУ ВПО РГАТУ на 2011-2015 г.г. «Совершенствование технологий, разработка и повышение надежности технических средств возделывания, уборки, транспортировки и хранения сельскохозяйственных культур в условиях ЦФО РФ» раздела 7.1. «Совершенствование технологий и средств измельчения и заделки растительных остатков сельскохозяйственных культур, и исследование ее влияния на показатели плодородия серых лесных почв южной части Нечерноземной зоны России».

Цель работы — эффективная подготовка к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения.

Объект исследования - процесс внесения рабочего раствора препарата гуминовой группы в измельчаемую растительную массу.

Предмет исследования — теоретические и экспериментальные закономерности технологического процесса подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения.

Положения выносимые на защиту:

1. Усовершенствованный технологический процесс подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения.

2. Конструктивно-технологическая схема и рациональные параметры устройства для внесения рабочего раствора в измельчаемую незерновую часть урожая.

3. Результаты лабораторных и полевых испытаний устройства для утилизации незерновой части урожая.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) усовершенствован технологический процесс подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения, позволяющий применять ее и под озимые культуры;

2) разработана математическая модель внесения рабочего раствора в измельчаемую массу незерновой части урожая;

3) обоснованы основные конструктивно-технологические параметры устройства для внесения рабочего раствора в измельчаемую растительную массу.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Практическая ценность работы состоит в расширении области применения НЧУ в качестве удобрения, в частности ее использования под озимые культуры, также в расширении функциональных возможностей серийных измельчителей-мульчировщиков.

Устройство для утилизации НЧУ позволяет увеличить степень измельчения на 25-30%, а обработка растительной массы в процессе ее измельчения рабочим раствором гуминового препарата позволяет ускорить процесс разложения на 2025%. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ № 116007 на полезную модель.

Устройство нашло свое применение на опытной агротехнологической станции ФГБОУ ВПО РГАТУ и СПК «Родина» Путятинского района Рязанской области при использовании энерго- и ресурсосберегающих технологий с использованием НЧУ в качестве удобрения.

Методика исследования. Для достижения поставленной цели и решения поставленных задач в данной работе были применены теоретические и экспериментальные методы исследований.

Теоретические исследования выполнены с использованием известных положений кинематики вращательного движения, теории центробежных форсунок и гидромеханики смачивания поверхности жидкостью.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях по методикам, при разработке которых использовались методы планирования многофакторного эксперимента с применением существующих ГОСТов на испытания сельскохозяйственной техники. Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась с использованием методов математической статистики, а также с применением ПК.

Достоверность результатов исследований.

Достоверность результатов исследований подтверждена соответствием теоретических и экспериментальных результатов; воспроизводимостью результатов экспериментов; широкой апробацией диссертационной работы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на межвузовских научно-практических конференциях Рязанского ГАТУ имени П.А. Костычева (2011, 2012, 2013 гг.), Чувашской ГСХА (2011 г.), Орловского ГАУ (2012 г.), МГАУ имени В.П. Горячкина (2012 г.), международной научно-практической конференции МГУ имени Н.П. Огарева (г. Саранск 2012 г.) и ORT Publishing (Штутгарт, Германия 2012 г.), за разработку устройства для утилизации НЧУ получен сертификат на стипендию Общероссийской общественной организации «Российское аграрное движение -РАД» (2011 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 15 научных работах, в том числе 3 в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ и 1 патент на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 4,05 печатного листа, из которых 2,21 печатного листа принадлежит лично автору.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 167 страницах, состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и Приложения. Список литературы включает в себя 128 наименования, из них 5 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы диссертаций, сущность выполненной работы, сформулирована цель работы и приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Современное состояние вопроса, цель и задачи исследования», проведен анализ работ, направленных на совершенствование

технологий уборки НЧУ с возможностью ее использования в качестве удобрения, а также совершенствование технических средств, для измельчения с одновременной обработкой измельчаемой массы препаратом, ускоряющим ее разложение и равномерным распределением по поверхности поля.

Рассмотрены основные технологии уборки НЧУ (выявлены их преимущества и недостатки), варианты ее использования (в зависимости от направления хозяйственной деятельности предприятия), агротехнические требования, предъявляемые к качеству измельчения и распределения растительной массы по поверхности поля. Проанализированы факторы, влияющие на скорость разложения НЧУ. Проведен анализ конструкций измельчителей и разбрасывателей НЧУ, а также, устройств для внесения минеральных удобрений в измельченную растительную массу.

Проведенный обзор научной и патентной литературы, исследований по измельчению, разбрасыванию по полю измельченной НЧУ и минеральных удобрений показал существование большого количества технологических схем машин для осуществления этих операций. Для дальнейшего повышения уровня механизации использования НЧУ в качестве удобрения, является повышение качества измельчения, равномерности распределения измельченной массы по поверхности поля и совмещение операций по измельчению и обработки измельчаемой массы препаратами, ускоряющими ее разложение, в одну операцию, выполняемую одной машиной.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи исследования:

1. Усовершенствовать технологический процесс подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения путем объединения операций по измельчению и обработке ее, рабочим раствором и выполняемой одной машиной.

2. Разработать математическую модель для теоретического обоснования основных конструктивно-технологических параметров устройства для внесения рабочего раствора в измельчаемую растительную массу и подтвердить их экспериментально.

3. Определить эффективность усовершенствованного технологического процесса и устройства в лабораторных и полевых условиях.

4. Оценить экономическую .эффективность от применения усовершенствованного технологического процесса и устройства.

Во второй главе «Теоретические исследования» приведены результаты теоретических исследований. Предложен усовершенствованный технологический процесс подготовки к использованию НЧУ в качестве удобрения под озимые культуры. Сущность его заключается в том, что зерноуборочным комбайном убирается весь биологический урожай, зерно обмолачивается и собирается в бункере, солома после комбайна укладывается в валок, откуда подбирается прицепными измельчителями-мульчировщиками (например, ИРП-4, Кусгпе1апс1 РХ 230, МИС 400, ИМС-2,8М и др.), измельчается с одновременной обработкой рабочим раствором препарата гуминовой группы (например, Эдагум СМ, гумат

б

калия и др.) и распределяется по поверхности поля, далее следует заделка всей измельченной и обработанной препаратом массы в почву лущильниками или дискаторами на глубину 8-10 см.

Для данного технологического процесса предложено устройство для утилизации НЧУ, новизна технического решения которого, подтверждена патентом на полезную модель №116007. Устройство представляет собой серийный измельчитель-мульчировщик дополнительно оборудованный форсуночной рампой, на которой установлены центробежные форсунки. Каждая форсунка оборудована фильтром и выполняет мелкодисперсный распыл рабочего раствора гуминового препарата с углом распыла (в зависимости от высоты расположения рампы над измельчающим барабаном и так, чтобы радиус факела распыла покрывал наибольшую площадь поверхности измельчающего барабана) до 130° и формой факела распыла - полный конус. Форсунки устанавливаются горизонтально вдоль осей измельчающих барабанов (или барабана, в зависимости

1 - трактор; 2 - емкость с раствором гуминового препарата; 3 - фильтр-отстойник; 4 - соединительные трубки; 5 - конический редуктор; б - насос; 7 - двух ручьевая ременная передача; 8 - шкив привода измельчающего барабана; 9 — прицепной измельчитель-мульчировщик; 10 - форсуночная рампа; 11 - нож; 12 - измельчающие барабаны; 13 - входной патрубок; 14 - предохранительный клапан; 15 - центробежная форсунка.

Рисунок 1. — Схема устройства для утилизации НЧУ в составе машинно-тракторного агрегата

Важным является то, что предложенное дополнительное оборудование можно применять на большинстве известных измельчителях-мульчировщиках. Отличием является лишь то, что в зависимости от ширины захвата машины, изменится количество форсунок, а в зависимости от диаметра измельчающего барабана и высоты расположения форсунок будет изменяться расстояния между ними и угол факела распыла.

Рассмотрены свойства гуматов на примере гумата калия, определены их физические свойства, которые сопоставимы с водой, что дает нам возможность их распыления жидкостными форсунками.

Процесс внесения рабочего раствора гуминового препарата протекает следующим образом: на барабан радиусом Я6р, который вращается с угловой скоростью со поступает НЧУ с начальной массой М). За время г прохождения через факел форсунки с углом распыла а НЧУ впитывает в себя жидкость массой ЛМ, приобретая конечную массу М2\

М2 = М1 + ДМ, (1)

где М, - масса НЧУ поступающая в область действия факела распыла, кг; М2 - масса НЧУ на выходе из области действия факела распыла, кг;

ЛМ— масса рабочего раствора усвоенного НЧУ, кг.

т = ас-р-в-г, (2)

где Qc — секундный расход одной форсунки, м3/с; р — плотность рабочего раствора, кг/м3; В - коэффициент впитываемости; С - время, с.

Увеличение угла факела распыла а на величину с1а приводит к увеличению длины дуги / (отрезок НК рисунок 2) на величину сИ, и соответственно влечет за собой увеличение времени обработки на Л.

1 - факел распыла форсунки; 2 - измельчаемая растительная масса; 3 - область измельчаемого барабана, находящегося в воздействии факела распыла; Я- начало воздействия факела на поступающую массу; К- окончание действия факела. Рисунок 2. - Движение массы НЧУ в области действия факела распыла

В результате математических преобразований получаем:

(3)

'к Ябр'Ш V '

где /„ - начало действия факела распыла, м; /к - окончание действия факела распыла, м; I - длина дуги, м;

і% - радиус измельчающего барабана, м; ш - угловая скорость вращения измельчающего барабана, рад/с.

Форсунка должна обрабатывать максимально возможную поверхность измельчающего барабана, это возможно, если радиус конуса факела распыла Як равен радиусу измельчающего барабана: Як=Ябр.

В случае если радиус конуса распыла больше радиуса измельчающего барабана, то рабочий раствор попадает на землю и не оказывает требуемого эффекта на растительную массу (это приводит к перерасходу раствора без требуемого эффекта).

Также рассмотрена гидромеханика смачивания растительной массы рабочим раствором препарата гуминовой группы в процессе ее измельчения (рисунок 3).

1 - измельчающий барабан; 2 - центробежные форсунки; 3 - область перекрытия факелов распыла.

Рисунок 3. - Схема для определения величины перекрытия и расстояния между

форсунками

Объем рабочего раствора необходимого для смачивания площади, которая обрабатывается, одной форсункой, определяется из выражения:

где Гр.р - объем рабочего раствора необходимого для смачивания площади, обрабатываемой одной форсункой, м3; Д. — диаметр капли, м;

ср — угол поворота измельчающего барабана, попадающего в область действия факела распыла, рад;

с1м - размер пятна смачивания после растекания капли до толщины ЛЪ, м. Расход одной форсунки за 1 секунду определяем:

ЛГ лу .у

"форс.

где Ыапмг - норма внесения рабочего раствора гуминового препарата на 1 кг НЧУ, м3/кг;

\¥ч - часовая производительность агрегата, га/ч; Уср — средняя урожайность НЧУ убираемого участка, кг/га; Пфорс — число форсунок, установленных на устройстве, шт. Число форсунок в устройстве определяется из выражения:

где Вр - рабочая ширина захвата измельчителя (может быть использована длина измельчающего барабана или сумма длин, если в конструкции измельчителя предусмотрено несколько барабанов), м.

Величина перекрытия факелов распыла (рисунок 3) должна быть не больше

чем:

Ьв = (0,25. ..0,30)" Як (7)

Расстояние между двумя соседними форсунками определяем геометрически (рисунок 3, 4):

1ф=2-^-1п (8)

________________________________Вр___________________________________________________________________

1Ф

Рисунок 4. - Схема для определения величины перекрытия и расстояния между

форсунками

Рациональный угол факела распыла, определяется из выражения:

а - 2 ■ атсгд—, (9)

Яр

где Нр - расчетная высота расположения форсунки над измельчающим барабаном, м.

По результатам теоретических исследований были получены следующие значения конструктивно-технологических параметров для измельчителя-мульчировщика Куегпеїапсі ґх 230: Ур.р=б, 1544-Ю'6 м3=0,00615 л; Кк=Пбр = 0,28 м; Х„= 1,68*10"3 м; ¿ф= 0,558 м; лфорс=5; а=77,32°; 2Ч=0,21 м3/ч; дс=5,8х10"5 м3/с.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» описывается объект исследования, дана характеристика опытного участка и программа экспериментальных исследований.

ю

Экспериментальные исследования включали в себя лабораторные и полевые испытания: определение высоты расположения форсунок над измельчающим барабаном, нормы внесения рабочего раствора гуминового препарата, качества измельчения и распределения (по поверхности поля) растительной массы, влажности соломы, энергоемкости процесса измельчения незерновой части урожая, баланса времени смены.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования и эксплуатационные испытания устройства для утилизации незерновой части урожая» представлены результаты экспериментальных исследований, в которых установлена минимальная и максимальная граница значений рационального угла факела распыла форсунок (для Куегпе1апс1 йс 230). С целью сокращения количества опытов применялась методика планирования многофакторного эксперимента. В качестве факторов оптимизации были определены следующие параметры: расход форсуночной рампы Х1 = 2ф.р=100 - 500 л/га; угол факела распыла форсунок Х2=а=30 ° -120 °; расположение форсуночной рампы относительно измельчающего барабана Х3 =/?! =-45° - +45°.

В ходе экспериментальных исследований были получены уравнения регрессии:

у=18,24167+6,716667-Х1+1,5875 Х2—3,875 Х3+0,5125 Х1-Х2— 1,433333 ХгХ3+ +0,2875 ■ Х2 ■ Х3+ 0,245 833 • X! ■ Х2 ■ Х3, (10)

у/=40,88333+13,1625-Х1+0,3125-Х2-2,1Х3+0,5757ХгХ2-1,6875 Х1-Х3+ +4,145833-Х2 Х3+4,175ХгХ2 Х3, (И)

где у - влажность (у<20%);

у - степень измельчения (у'>50%).

Решив уравнения (10) и (11), получили, что рациональное значения угла факела распыла разработанного устройства для утилизации НЧУ на базе Куегпе1апс1 йс 230 должен быть в пределах:

73,74° <«<80,99°, (12)

что соответствует углу а=77,32°, полученному в результате теоретических расчетов (расхождение с теоретическими данными составляет менее 5%).

По результатам проведения многофакторного эксперимента построены поверхности отклика (рисунок 5, 6).

Ы 36 Ш 32 ЕЗ 28 □ 24 Ш20 И 16 Ш 12

Рисунок 5. - Поверхность отклика величины влажности измельченной

массы 11

Рисунок 6. - Поверхность отклика, величины процентного содержания частиц соломы средней длины 30-50 мм

Увеличение угла факела распыла форсунки и расхода форсуночной рампы приводит к увеличению влажности измельчаемой массы, что обуславливает усвояемость рабочего раствора, однако дальнейшее увеличение угла факела распыла более 85° и расхода форсуночной рампы более 350 л/га приводит к снижению качества измельчения НЧУ, что не приемлемо.

В результате экспериментальных исследований получены зависимости качества измельчения НЧУ и энергоемкость процесса измельчения от влажности растительной массы (рисунок 7, 8).

Влияние влажности соломы на качество ее измельчения

60 ---,-----------т-■---т---,-------

25 ---'-'-'-1---'-1-'-----

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Влажность измельченной массы \Л/, %

Рисунок 7. - График влияния влажности соломы на качество ее измельчения

0.20 0.18 во,е

« 0-14 | 012

га °-10 | 0.08 £ 0.06 « 0.04 0.02 0.00

О 5 10 15 20 25 30 35 40

Влажность измельчаемой массы У\/, %

Рисунок 8. - Энергетические затраты на измельчение соломы в зависимости от

влажности

Рациональная влажность измельчаемой массы 26%, так как при таком ее значении содержание в ней частиц длиной 30-50 мм составляет более 50%, соблюдается норма внесения рабочего раствора, а дальнейшее увеличение влажности приводит к резкому увеличению энергоемкости процесса измельчения.

На рисунке 9 показано устройство для утилизации НЧУ выполненное на базе серийного измельчителя-мульчировщика Куегпе1апс1 & 230 в агрегате с МТЗ-82.

1 - емкость для рабочего раствора гуминового препарата; 2 - серийный измельчитель-мульчировшик Kverneland & 230; 3 - форсуночная рампа с 5-ю центробежными форсунками.

Рисунок 9. - устройство для утилизации НЧУ на базе Kverneland fo 230

В результате эксплуатационных испытаний устройства для утилизации НЧУ на базе Куегпе1апс1 1х 230 были определены: часовая и сменная производительность агрегатов, часовой, погектарный и сменный расход топлива, процентное содержание частиц соломы средней длиной 30-50 мм.

Несущественное снижение производительности устройства для утилизации НЧУ, с 24,85 га/см до 24,15 га/см, в сравнении с серийной машиной, связано с увеличением времени на технологическое обслуживание агрегата, то есть снижения коэффициента использования времени смены т. Увеличение расхода топлива за смену на 3,25%, в сравнении с серийной машиной, связано с увеличением энергоемкости процесса измельчения при увеличении влажности растительной массы.

Качество измельчения устройства для утилизации НЧУ значительно выше, чем у серийной машины (процентное содержание частиц соломы средней длины 30-50 мм возросло с 23% до 51%).

Во время работы устройства визуально наблюдалось снижение запыленности. Это объясняется тем, что в зоне измельчения образуется дождевой туман, в результате чего частички пыли связываются, кроме того, увлажненная растительная масса имеет больший вес, чем сухая, поэтому измельченные частицы соломы не сдуваются ветром, что способствует более равномерному распределению измельченной массы по поверхности поля.

Результат от применения устройства для утилизации НЧУ на полях опытной агротехнологической станции ФГБОУ ВПО РГАТУ представлен в таблице 1.

Таблица 1. - Показатели всходов озимой пшеницы (сорт — Ангелина, дата измерения показателей 19.10.2012 г.) ____

№ Вариант Высота растений, см Кол-во растений, шт/м2 Масса 100 растений, гр Масса сухого вещества в 100 растениях, гр Процент сухого вещества, %

1 Котроль без обработки НЧУ (после прохода Куегпеїапсі £х 230) 7,3 430 227,2 34,4 15,14

2 С обработкой НЧУ рабочим раствором гуминового препарата (после прохода устройства для утилизации НЧУ на базе Куегпеїапсі Гх 230) 9,5 464 245,4 39,15 15,95

Норма внесения рабочего раствора гуминового препарата соответствует агротребованиям и теоретическим расчетам.

Применение устройства для утилизации НЧУ позволяет эффективно использовать растительные остатки в качестве удобрения, о чем свидетельствуют более продуктивные всходы озимых, что обуславливает применение разработанного устройства в технологиях с использованием НЧУ в качестве удобрения под озимые культуры.

В пятой главе «Технико-экономические показатели работы устройства для утилизации незерновой части урожая на базе Куегпе1апс! & 230» приведены результаты сравнения технико-экономических показателей разработанного устройства и группы серийных машин, необходимых для выполнения тех же операций в технологии с использованием НЧУ в качестве удобрения, доказана экономическая эффективность предлагаемой машины. Экономический эффект по приведенным затратам от использования устройства для утилизации НЧУ на базе Куегпе1апс1 fx 230 составляет 190 руб. с 1 га, а срок окупаемости разработанного устройства составляет 4 года.

Доказана экономия от применения усовершенствованного технологического процесса подготовки к использованию НЧУ в качестве удобрения под озимые культуры, в сравнении с технологиями без обработки НЧУ гуминовыми препаратами до 750 руб./ га и без использования НЧУ в качестве удобрения до 4500 руб./ га.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложены усовершенствованный технологический процесс подготовки к использованию НЧУ в качестве удобрения и устройство для утилизации НЧУ, позволяющее производить одновременное измельчение и обработку растительной массы рабочим раствором, новизна технического решения которого подтверждена патентом на полезную модель №116007.

2. Разработана математическая модель процесса внесения рабочего раствора гуминового препарата в измельчаемую растительную массу, теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены конструктивно-технологические параметры устройства для утилизации НЧУ на базе измельчителя-мульчировщика Куегпе1апс1 1х 230: число форсунок 5, тип - центробежные, с формой факела распыла - заполненный конус и углом распыла 80°, радиус конуса распыла форсунки равен радиусу измельчающего барабана и составляет 280 мм. Теоретическое значение угла факела распыла 77,32° входит в полученный, в результате эксперимента, диапазон значений 73,74°-80,99°(расхождение с теоретическими данными составляет менее 5%).

3. Лабораторно-полевыми исследованиями выявлено, что применение усовершенствованного технологического процесса подготовки к использованию НЧУ в качестве удобрения под озимые культуры обеспечивает равномерное и скорое развитие всходов озимых. Разработанное устройство обеспечивает, при заданной норме внесения рабочего раствора гуминового препарата в измельчаемую массу, длину резки 30-50 мм, что составляет 59% от общей массы.

4. Расчет экономической эффективности показал, что применение усовершенствованного технологического процесса, в сравнении с технологией без использования растительных остатков в качестве удобрения, позволяет экономить до 4500 руб./га, а годовой эффект от внедрения устройства для утилизации незерновой части урожая составляет 190 руб./га, срок окупаемости устройства составляет 4 года.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Устройство для утилизации незерновой части урожая [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Международный технико-экономический журнал. — 2012. - №1. — С. 114-117.

2. Теоретические исследования и полевые испытания устройства для утилизации незерновой части урожая [текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. - 2013. - №1. - С. 44-48.

3. Модернизация измельчителя-мульчировщика [текст] / Н.В. Бышов, К.Н. Дрожжин, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков // Сельский механизатор. - 2013. -№5. - С. 8-9.

Патенты:

4. Патент на полезную модель № 116007 Российская Федерация, МПК7 А 01 D 34/43, А 01 F 29/00. Устройство для утилизации незерновой части урожая [Текст] / Бышов Н.В., Бачурин А.Н., Богданчиков И.Ю., Мартышов А.И.; зявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО РГАТУ. - № 2011145324/13; заявл. 8.11.11 ; опубл. 20.05.12, Бюл. №14. -1с.: ил.

в сборниках научных трудов и материалах конференций:

5. Результаты полевых испытаний устройства для утилизации незерновой части урожая [текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: материалы Междунар. науч.-прак. конф. - Саранск: Изд-во мордов. ун-та, 2012. - С. 123-126.

6. Byshov Nikolay V., Bachurin Alexey N., Bogdanchikov Ilya Y. Use is not part of the grain harvest as fertilizer in the conditions of the Ryazan region // European Applied Studies: modern approaches in scientific researches, 1st International scientific conference. ORT Publishing. Stuttgart. 2012. P. 386-389.

7. К вопросу об использовании растительных остатков для повышения плодородия почвы [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Сб. науч. тр. посвященный 60-летию инженерного факультета РГАТУ: материалы науч.-практич. конф. 2011 г. - Рязань: РГАТУ, 2011. - С. 103105.

8. Совершенствование технологии измельчения растительных остатков сельскохозяйственных культур [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Сб. науч. тр. преподавателей и аспирантов Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева: материалы науч.-практич. конф. 2011 г. - Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2011.-С. 52-54.

9. Незерновая часть урожая как эффективный способ повышения плодородия почвы [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов //

Повышение эффективности механизации сельскохозяйственного производства: материалы научн.-прак. конф. - Чебоксары: ФГБОУ ВПО ЧГСХА, 2011. - С. 5256.

10. Проблемы эффективного использования соломы для сохранения почвенного плодородия [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Повышение эффективности механизации сельскохозяйственного производства: материалы научн.-прак. конф. - Чебоксары: ФГБОУ ВПО ЧГСХА,

2011.-С. 56-59.

11. Изучение влагопоглощающих свойств соломы [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Особенности технического оснащения современного сельскохозяйственного производства: материалы Всероссийской науч.-прак. конф. молодых ученых. - Орел: Изд-во Орел ГАУ,

2012.-С. 297-301.

12. Богданчиков, И.Ю. К вопросу определения оптимального значения радиуса конуса распыла форсунки устройства для утилизации незерновой части урожая [Текст] / И.Ю. Богданчиков // Инновационные направления и методы реализации научных исследований в АПК : материалы науч.-практич. конф. 2012 г. - Рязань: РГАТУ, 2012.-С. 54-59.

13. К вопросу об эффективном использовании соломы для сохранения почвенного плодородия [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Инновационные направления и методы реализации научных исследований в АПК: материалы науч.-практич. конф. 2012 г. - Рязань : РГАТУ, 2012,-С. 59-63.

14. Машина для измельчения незерновой части урожая [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Инновационные направления и методы реализации научных исследований в АПК: материалы науч.-практич. конф. 2012 г. - Рязань: РГАТУ, 2012. - С. 63-67.

15. Обоснование оптимального количества форсунок в устройстве для утилизации незерновой части урожая [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков // Сб. науч. тр. молодых ученых, аспирантов, магистров и студентов. - М.: ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012. - С. 76-78.

Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать лазерная Усл. печ. л. 1 Тираж 100 экз. Заказ №946 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева» 390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1 Отпечатано в издательстве учебной литературы и учебно-методических пособий ФГБОУ ВПО РГАТУ 390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1 Отпечатано с оригинала макета заказчика

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева»

На правах рукописи

04201358753

БОГДАНЧИКОВ ИЛЬЯ ЮРЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ В КАЧЕСТВЕ

УДОБРЕНИЯ

Специальность

05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: д.т.н., профессор Бышов Н.В.

Рязань-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................... 6

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................ 10

1.1. Анализ существующих технологий уборки незерновой части урожая............................................................. 10

1.2. Использование незерновой части урожая в сельскохозяйственном производстве................................ 17

1.3. Агротехнические требования для использования незерновой части урожая в качестве удобрения и анализ факторов, влияющих на скорость ее разложения.................. 19

1.4. Анализ конструкций измельчающих аппаратов для незерновой састи урожая.............................................. 25

1.5. Анализ конструкций устройств, для разбрасывания незерновой части урожая по поверхности поля................... 39

1.6. Анализ конструкций устройств для внесения удобрений в измельченную растительную массу................................. 41

1.7. Выводы по первой главе.......................................... 46

1.8. Цель и задачи исследований..................................... 47

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ........................... 49

2.1. Усовершенствованный технологический процесс подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения и под озимые культуры........................ 49

2.2. Устройство для утилизации незерновой части урожая..... 51

2.3. Свойства гуматов на примере гумата калия.................. 54

2.4. Процесс внесения рабочего раствора в измельчаемую массу............................................................................. 56

2.5. Обоснование выбора высоты расположения форсунки

над измельчающим барабаном....................................... 59

2.6. Обоснование количества форсунок, их расположения и угла факела распыла.................................................... 61

2.7. Гидромеханика смачивания растительной массы рабочим раствором препарата гуминовой группы в процессе ее измельчения.............................................................. 64

2.8. Определение расходной характеристики форсунки......... 72

2.9. Расчет основных параметров для установки системы подачи рабочего раствора препарата гуминовой группы в зону измельчения для измельчителя-мульчировшика Куегпе1ап<5 1х 230........................................................................... 74

2.10. Выводы по второй главе......................................... 78

Глава 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ................................................... 80

3.1. Программа экспериментальных исследований............. 80

3.2. Объект исследования............................................. 81

3.3. Характеристика опытного участка.............................. 83

3.4. Методика экспериментальных исследований................. 84

3.4.1. Определение качества измельчения растительной массы.................................................................. 84

3.4.2. Определение качества распределения измельченной массы по поверхности поля................... 86

3.4.3. Определение оптимальной высоты расположения форсунок над измельчающим барабаном...................... 87

3.4.4. Определение нормы внесения рабочего раствора гуминового препарата............................................. 89

3.4.5. Определение влагопоглощающих свойств соломы................................................................. 90

3.4.6. Определение влажности соломы......................... 91

3.4.7. Методика определения энергоемкости процесса измельчения незерновой части урожая......................... 92

3.4.8. Определение баланса времени смены................... 93

3.5. Обработка полученных данных................................... 94

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ...... 95

4.1. Конструкция устройства для утилизации незерновой части урожая выполненного на базе Куегпе1апс1

230........................................................................... 95

4.2. Планирование многофакторного эксперимента............. 97

4.2.1 Экспериментальные исследования работы устройства для утилизации незерновой части урожая при различных режимах работы...................................... 98

4.3. Результаты эксплуатационных показателей устройства

для утилизации незерновой части урожая.................. 109

4.4. Результаты применения усовершенствованного технологического процесса в технологии использования незерновой части урожая под озимые культуры............. 111

4.5. Выводы................................................................ 113

Глава 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ

УСТРОЙСТВА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ НЕЗЕРНОВОЙ

ЧАСТИ УРОЖАЯ НА БАЗЕ КУЕКШЬАЖ) БХ 23 0......... 115

5.1 Экономический эффект от внедрения одного устройства

для утилизации незерновой части урожая.................. 115

5.2. Граница экономической эффективности применения устройства для утилизации незерновой части урожая на базе Куегпе1апё 6с 230............................................ 125

5.3. Экономическая оценка эффективности использования

гуминовых препаратов и использования незерновой

части урожая в качестве удобрения..........................................................126

5.4. Выводы..............................................................................................................................130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................................................132

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ..................................................................................................134

РЕФЕРАТ......................................................................................................................................................142

Литература....................................................................................................................................................143

Приложения................................................................................................................................................155

Приложение 1..........................................................................................................................156

Приложение 2..........................................................................................................................158

Приложение 3..........................................................................................................................163

Приложение 4..........................................................................................................................167

ВВЕДЕНИЕ

Современная научно обоснованная система земледелия должна быть энерго- и ресурсосберегающей, а также учитывать почвенно-климатические особенности, обеспечивать максимальную урожайность сельскохозяйственных культур. Это невозможно без заботы о почве. Ежегодно в процессе создания урожая плодородный слой теряет до 1-2 т/га органического вещества. Если не восполнять эти потери, плодородие почвы неуклонно будет снижаться [1].

Установлено, что ряд микроэлементов, необходимых для восстановления почвенного плодородия, больше накапливается именно в незерновой части урожая (НЧУ). При дефиците средств у сельхозтоваропроизводителей на приобретение минеральных удобрений особенно важно обеспечить достаточное содержание в почве фосфора и калия в легкодоступной для растений форме. Данного эффекта возможно достичь при использовании в качестве удобрения соломы, насыщающей почву необходимыми элементами в процессе своего разложения. НЧУ богата целлюлозой и гемицеллюлозой, которые являются основным строительным материалом для гумуса [1, 2, 3]. В настоящее время при сложившейся экономической ситуации высоких цен на удобрения и больших масштабов истощенных земель применение НЧУ является эффективным и дешевым способом для восстановления почвенного плодородия.

Основная трудность, которая возникает при попытках использования НЧУ в качестве удобрения, заключается в том, что растительная масса имеет длительный период разложения, при этом происходят гнилостные процессы с выделением фенольных соединений, замедляющих развитие растений, что обуславливает невозможность применения НЧУ под озимые культуры [1,4]. Необходимо, чтобы к моменту сева заделанная в почву растительная масса разложилась не менее чем на 70% от своей первоначальной массы [3]. Несовершенство технических средств не позволяют достичь рекомендуемой степени измельчения, а для ускорения процесса разложения НЧУ необходимо перед заделкой ее в почву произвести обработку растительной массы специальными препаратами, что влечет за собой

использование дополнительных машинно-тракторных агрегатов и, как следствие, увеличение эксплуатационных затрат. Цель настоящей работы - эффективная подготовка к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения.

Работа выполнена в соответствии с комплексной темой НИР № 7 (№ гос. регистр. 01201174432) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева» на 2011-2015 г.г. «Совершенствование технологий, разработка и повышение надежности технических средств возделывания, уборки, транспортировки и хранения сельскохозяйственных культур в условиях ЦФО РФ» раздела 7.1. «Совершенствование технологий и средств измельчения и заделки растительных остатков сельскохозяйственных культур и исследование ее влияния на показатели плодородия серых лесных почв южной части Нечерноземной зоны России».

Объект исследования - процесс внесения рабочего раствора препарата гуминовой группы в измельчаемую растительную массу.

Предмет исследования - теоретические и экспериментальные закономерности технологического процесса подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения.

Методика исследования.

Для достижения поставленной цели и решения поставленных задач в данной работе были применены теоретические и экспериментальные методы исследований.

Теоретические исследования выполнены с использованием известных положений кинематики вращательного движения, теории центробежных форсунок и гидромеханики смачивания поверхности жидкостью.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях по методикам, при разработке которых использовались методы планирования многофакторного эксперимента с применением существующих ГОСТов на испытания сельскохозяйственной техники. Статистическая обработка

экспериментальных данных проводилась с использованием методов математической статистики, а также с применением ПК.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) усовершенствован технологический процесс подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения, позволяющий применять ее и под озимые культуры;

2) разработана математическая модель внесения рабочего раствора в измельчаемую массу незерновой части урожая;

3) обоснованы основные конструктивно-технологические параметры устройства для внесения рабочего раствора в измельчаемую растительную массу.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Практическая ценность работы состоит в расширении области применения НЧУ в качестве удобрения (в частности, ее использования под озимые культуры), а также в расширении функциональных возможностей серийных измельчителей-мульчировщиков.

Устройство для утилизации НЧУ позволяет увеличить степень измельчения на 25-30%, а обработка растительной массы в процессе ее измельчения рабочим раствором гуминового препарата позволяет ускорить процесс разложения на 2025%. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ № 116007 на полезную модель.

Устройство нашло свое применение на опытной агротехнологической станции ФГБОУ ВПО РГАТУ и СПК «Родина» Путятинского района Рязанской области при использовании энерго- и ресурсосберегающих технологий с применением НЧУ в качестве удобрения.

Достоверность результатов исследований.

Достоверность результатов исследований подтверждена соответствием теоретических и экспериментальных результатов; воспроизводимостью результатов экспериментов; широкой апробацией диссертационной работы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на межвузовских научно-практических конференциях

Рязанского Г АТУ имени П. А. Костычева (2011, 2012, 2013 гг.), Чувашской ГСХА (2011 г.), Орловского ГАУ (2012 г.), МГАУ имени В.П. Горячкина (2012 г.), международной научно-практической конференции МГУ имени Н.П. Огарева (г. Саранск 2012 г.) и ORT Publishing (Штутгарт, Германия 2012 г.), за разработку устройства для утилизации НЧУ получен сертификат на стипендию Общероссийской общественной организации «Российское аграрное движение -РАД» (2011 г.).

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Усовершенствованный технологический процесс подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения.

2. Конструктивно-технологическая схема и рациональные параметры устройства для внесения рабочего раствора в измельчаемую незерновую часть урожая.

3. Результаты лабораторных и полевых испытаний устройства для утилизации незерновой части урожая.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ существующих технологий уборки незерновой части урожая

Одной из самых важных операций в сельском хозяйстве является уборка, потому что это итог всей проделанной в течение года работы. Уборка зерновых не только одна из ответственейших операций, так как она должна проходить в оптимальные сроки и с наименьшими потерями, но и одна из самых трудоемких, потому что во время уборки вместе с основной продукцией убирается и побочная - незерновая часть урожая (НЧУ), к которой можно отнести солому, сбоину (мелкие части стеблей) и полову (мякина).

В настоящее время с поля в основном убирается весь биологический урожай. Это объясняется необходимостью быстрого освобождения поля для проведения последующих работ, что предусматривает возможность использования НЧУ.

Механизация уборки НЧУ своеобразна и отличается от уборки основной культуры. В основном это объясняется малой ее плотностью, у соломы она в 40 раз меньше, чем у зерна [1]. Отсутствие сыпучести и большая масса (примерно в 1,1-1,4 раза), чем у зерна, также затрудняют уборку НЧУ. В связи с этим очевидно, что уборка НЧУ трудоемкий процесс, на нее приходится до 60-70% всех затрат от уборки зерновых [4, 5].

В зависимости от направления производственной деятельности хозяйства, развития животноводства, наличия соответствующей техники и хранилищ, обеспеченности энергоресурсами определяется наиболее приемлемый вариант уборки НЧУ. В настоящее время используются следующие варианты:

измельчение соломы и половы с распределением их по поверхности поля; сбор половы и измельченной соломы;

сбор половы и разбрасывание измельченной соломы по поверхности поля; копнение соломы с последующим ее скирдованием;

сбор половы с укладкой соломы в валок позади зерноуборочного комбайна.

Существует 10 вариантов технологий и комплексов машин для уборки НЧУ, которые представлены на рисунке 1.1 [5]. Различаются они последовательностью технологических операций и набором машин для их выполнения (в настоящее время ряд технологических операций выполняется современными машинами, отличными от представленных на рисунке 1.1). В зависимости от затрат труда и денежных средств отдается предпочтение тому или другому варианту.

Технология и машины

Зерноуборочный комбайн

Бл_лшша гелем

-сг й

Т—150(2)+

ВТ7-Ю

ПФ-0

К—701+ВНК-11 Г-г-"-

Вилидута икирдцьоз

ЗПТС-12+1ПТС-9 +Т-150К ^^

-о-о-Ю-

3

М^'75ГглГГ питатель ПС-1,

тэ—ст

о и *

^г ш

р1

Половосборадк г—и. ВТУ-10+- УСА-10+-Т--150К перегрузчик +ДТ-75С2) ^ъ^Г^Ш:

5

Зерноуб. комб. с и змельчителем

ШОУ б . КОКб. С И 31".'

МТЗ-80 + ГГРП-1,6

хЗь-Я *

ЗвГ

"О—СГ

2ПТС-4М-У87АС45 м3) .¿¿Й*--О^о-о"

ТГРТ-5

ППУ-0.

|П1С-4М-887А (45м3)

Х>-сг

1Е&-0.75 —^

■мВ

7

-С-сг

-а—ст

Т-150К+УСА—10

Волокуша ски рд об о з+ К - 701

—£ Г/

ПФ-0,75

Ь-.лд

Т-150К+ СПТ-60

СП-60+Т—150К

-и

-ПС-1,6 ш^э-во „^Ч

/¿7

МТЗ-80+ ГУ Т-2 ,5 ТУН-2 ,5

Рисунок 1.1. - Схема технологий уборки незеровой части урожая

Преимуществами технологий уборки соломы с поля по схемам 1, 2 и 3 является быстрота очистки полей от НЧУ. Однако при использовании волокуш происходят потери ценных для кормопроизводства частей соломы, а оставшаяся солома загрязняется почвой и не может использоваться в качестве корма. Таким образом, уборка соломы с поля с целью использования ее в качестве корма по схемам 1, 2 и 3 неприемлемы.

Анализ схемы 4 (рисунок 1.1) показывает, что применение толкающих волокуш в агрегате с энергонасыщенными тракторами позволяет сократить время уборки и снизить трудозатраты [5,6,7].

Для производительной и бесперебойной работы широкозахватных толкающих волокуш необходимо выполнение следующих условий: большие убираемые площади; ровная поверхность; отсутствие препятствий; установка копен в прямолинейные ряды.

В центральной части России наиболее отработана технология уборки НЧУ -копнение с последующим скирдованием. Из-за своей экономичности этот вариант уборки соломы завоевал предпочтение у сельскохозяйственных предприятий.

Уборку НЧУ с разделением ее на