Слово «мелиорация» у многих ассоциируется с проведением работ по орошению или осушению земель. Хотя в действительности мелиорация (от латинского melioratio – улучшение) в кратком определении – это комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на улучшение свойств земель, на повышение их производительности.
В зависимости от характера мелиоративных мероприятий различают несколько типов мелиорации земель. Одним из типов является культуртехническая мелиорация земель – это проведение комплекса мероприятий по коренному улучшению земель. В свою очередь, культуртехническая мелиорация земель подразделяется на виды, одним из которых является расчистка мелиорируемых земель от камней различных размеров.
ФГБУ «Северо-Западная государственная зональная машиноиспытательная станция» (ФГБУ «Северо-Западная МИС) в 2014 году провело испытания камнеуборочных машин фирмы SCHULTE (Канада) в сравнении с валкователем-подборщиком камней ВПК-4,5, ранее выпускаемым в Республике Беларусь.
Камнеуборочные машины фирмы SCHULTE производят уборку мелких и средних камней размером от 51 мм до 686 мм раздельным способом: машина поворотная камнеуборочная с валкоукладчиком SRW 1400 (в дальнейшем – валкователь) производит сбор камней с поверхности почвы в валки (фото 1); камнеуборочная машина барабанного типа 8000 High Rise (в дальнейшем – камнеуборочная машина) подбирает камни из сформированных валков в бункер (фото 2) и выгружает их в транспортное средство (фото 3) или отвозит в места складирования.
Валкователь-подборщик камней ВПК-4,5 одновременно при выполнении рабочего хода собирает мелкие камни размером от 50 мм до 300 мм в валок, подбирает уборочной частью и выгружает транспортёром в рядом идущее транспортное средство (фото 4).
При испытаниях камнеуборочные машины работали в агрегате с широко распространённым в регионе трактором Беларус 82.1, обеспечивающим по энергетическим параметрам и параметрам агрегатирования работоспособность машин. При определении эксплуатационно-технологических показателей и показателей качества выполнения технологического процесса агрегаты работали одновременно на одном поле, в одинаковых условиях. Работе агрегатов предшествовала подготовка поля под посев: зяблевая вспашка после зерновых культур и рыхление на глубину до 11,2 см культиватором для сплошной обработки почвы КПС-4. Влажность почвы составляла 18,8%, твёрдость – до 0,36 МПа, засорённость почвы камнями – 10,53 тыс. шт./га (21,9 т/га), средний диаметр камней – 64 мм.
Испытания валкователя SRW 1400 показали, что на сборе в валки камней при рабочей скорости движения 4,11 км/ч производительность агрегата за 1 час основного времени составила 1,62 га (35,55 т), удельный расход топлива – 4,12 кг/га (0,19 кг/т), коэффициент надежности технологического процесса – 1,0. При выполнении технологического процесса производится уборка камней с рабочей шириной захвата 3,9 м (при конструкционной – 4,0 м) и средней глубиной хода зубьев ротора 8,0 см. Полнота сбора камней в валок составила 77,0%. Не собираются в валок камни, которые частично залегают в почве и, как правило, находятся в углублениях микрорельефа. Валкователь SRW 1400 формирует валок при движении в прямом и обратном направлениях со средней высотой 8,8 см, средней шириной 29,9 см. В сформированном валке содержится: камней – 32,0%, почвы – 67,0%, растительных остатков – 1,0%.
В зависимости от условий работы (засорённости камнями, растительными остатками, состояния верхнего слоя почвы) возможно формирование валков с нескольких проходов, перемещая камни от периферии к центру в отбитой загонке.
Эксплуатационно-технологические показатели камнеуборочной машины 8000 High Rise определялись с учётом убранной площади предшествующей в технологии машиной – валкователя SRW 1400, который формировал валок с двух проходов по схеме «всвал». Оценка проведена на уборке камней из валков. Выгрузка камней осуществлялась в прицепы 2ПТС-4, 2ПТС-6.
Производительность машины камнеуборочной 8000 High Rise в агрегате с трактором Беларус 82.1 при рабочей скорости движения 3,13 км/ч за 1 час основного времени составила 2,45 га (53,68 т), удельный расход топлива – 2,66 кг/га (0,12 кг/т).
Коэффициент надежности технологического процесса составил 0,94. Снижение значения коэффициента обусловлено затратами времени на очистку бункера от налипшей почвы (фото 5). При выполнении технологического процесса механизатору необходимо постоянно следить за высотой установки уборочной части машины над поверхностью почвы. Возникают такие моменты, когда из-за неравномерности высоты валка или неровностей поля зубья решётки уборочной части частично заглубляются в почву и происходит сгруживание вороха перед уборочной частью. В этом случае агрегат останавливается и производится прокручивание барабана на месте до устранения сгруженного вороха.
Собранный ворох выгружался в прицеп по мере заполнения бункера до возможного предела.
Снижение производительности за час сменного времени до 1,46 га/ч (31,95 т/ч) и коэффициента использования времени смены до 0,59 обусловлено затратами времени на повороты, выгрузку в прицеп, устранение технологических неисправностей, на проведение ЕТО.
Уборка камней из валков производится камнеуборочной машиной 8000 High Rise, при этом полнота сбора камней составляет 66,0%. Не собираются камни, которые при перемещении попадают в микронеровности почвы. Содержание почвы и растительных остатков в убранной массе камней составляет соответственно 51,7% и 0,01%, что обусловлено конструкционными особенностями машины (фото 6): решётка уборочной части выполнена из брусьев Т-образного профиля с шириной верхней полки 61 мм, расстояние между планками на решётке составляет 34 мм. Поэтому отделение почвы и растительных остатков из вороха на решётке происходит не достаточно эффективно, решётка практически играет роль наклонной плоскости.
При разгрузке происходит не полная выгрузка технологического материала из бункера из-за зависания земли в углах бункера (фото 5) и недостаточного угла опрокидывания бункера (задняя стенка бункера по отношению к горизонтальной плоскости располагается под углом 50º). Полнота выгрузки камней составила 78,0%.
Объём бункера машины используется не эффективно – коэффициент использования объёма бункера составляет 0,17. После наполнения бункера на незначительную величину (фото 7) дальнейшая работа не возможна, так как подаваемый барабаном ворох скатывается по образовавшейся насыпи и решётке вниз.
Значения эксплуатационно-технологических показателей зависят от скорости движения агрегата (с повышением скорости снижается полнота сбора камней), влажности почвы (с повышением влажности почвы увеличивается количество выносимой с камнями почвы), от способа выгрузки камней (при использовании транспортного средства выпадает составляющая «время на технологические переезды»).
Производительность сравниваемого валкователя-подборщика камней ВПК-4,5 при уборке камней в агрегате с трактором Беларус 82.1 при рабочей скорости движения 2,77 км/ч, за 1 час основного времени составила 1,23 га (26,92 т), удельный расход топлива – 5,19 кг/га (0,24 кг/т).
Снижение производительности за 1 час сменного времени до 0,97 га/ч (21,25 т/ч) и коэффициента использования времени смены до 0,79 обусловлено, в основном, затратами времени на повороты.
Валкователь-подборщик камней ВПК-4,5 производит уборку камней, при этом полнота сбора составляет 80,4%. Не собираются камни, которые при перемещении попадают в микронеровности почвы. В убранной массе камней отсутствует почва, что обусловлено конструкционными особенностями ВПК-4,5 – большая длина пути технологического материала по элементам конструкции машины, способным производить сепарацию вороха.
Валкователь-подборщик камней ВПК-4,5 при одинаковых условиях эксплуатации качественнее выполняет технологический процесс по сравнению с машинами фирмы SCHULTE – валкователем SRW 1400 и камнеуборочной машиной 8000 High Rise по следующим параметрам:
- полноте сбора камней: 80,4% против 66,0% у камнеуборочной машины 8000 High Rise и 77,0% у валкователя SRW 1400;
- содержанию почвы в убранной массе камней: 0% против 51,7% у камнеуборочной машины 8000 High Rise.
При выполнении технологического процесса валкователем-подборщиком камней ВПК-4,5 исключаются непроизводительные составляющие – затраты времени на выгрузку камней из бункера и очистку бункера от налипшей почвы, но в то же время имеются простои из-за ожидания подъезда прицепа под выгрузной транспортёр.
У валкователя-подборщика камней ВПК-4,5 имеется возможность производить перемещение камней на неочищенную от камней часть поля (фото 8) за несколько проходов при движении агрегата по схеме «всвал», что может быть использовано при длительном отсутствии транспортного средства.
В результате расчета экономических показателей на уборке камней машинами фирмы SCHULTE в сравнении с валкователем-подборщиком камней ВПК-4,5 установлено, что при применении камнеуборочных машин фирмы SCHULTE прямые эксплуатационные затраты увеличиваются на 35,26 руб./га и составляют 1521,94 руб./га. Затраты денежных средств на текущую эксплуатацию увеличиваются на 12,1%.
СХВ
