Eurowine

ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ І ЕКСПЛУАТАЦІЇЇ КУЛЬТИВАТОРІВ ДЛЯ ОБРОБІТКУ ГРУНТУ В МІЖРЯДДЯХ І РЯДАХ ВИНОГРАДНИКІВ

Розглянуто особливості конструкції культиваторів КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3, їх принципова гідравлічна схема та її основні елементи (плоскоповоротний гідророзподільник, запобіжно-переливний клапан, розподільник потоку робочої рідини) і основні вимоги до них.

wine_759.jpg

Обробіток грунту в міжряддях і рядах виноградників — важлива технологічна операція. З її допомогою досягають накопичення і збереження вологи в ґрунті протягом вегетаційного періоду, створення сприятливого повітряного і теплового режимів, покращення умов життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів, знищення бур'янів, постійного відновлення структури грунту і його щільності [1].
Найбільш поширеними операціями обробітку грунту на виноградниках є культивація міжрядь та культивація міжрядь з одночасною обробкою грунту в рядах. В залежності від погодних умов та забур'яненості виноградників, їх виконують до 6 разів протягом сезону вегетації.
Обробіток грунту міжрядь виконується різними знаряддями, які випускались раніше і зараз виробляються промисловими підприємствами. В основному, це — знаряддя з плоскорізними робочими органами з шириною захвату 0,6 м, а саме: плуг-розпушувач ПРВН-3 та культиватори КРВ-3 і КНВ-2,4. Ширину захвату цих знарядь встановлюють на 0,6-0,7 м менше ширини міжрядь [1]. При цьому після проходу агрегату по міжряддю з кожної сторони ряду залишається так звана захисна зона шириною 0,3-0,35 м, яка необхідна для компенсації непря-молінійності руху тракторного агрегату по осі міжряддя, відхилень кущів та шпалерних стовпів від осі ряду, габаритів виноградних кущів у поперечній площині міжряддя і в кінцевому рахунку для виключення пошкоджень виноградних кущів та їх збереження.
Для обробітку грунту в захисних зонах створені спеціальні пристрої. Найбільшого поширення набули нерівномоментні, поворотні, плоскорізні лапи, які встановлені в культиваторах КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3 (рис. 1-3). З метою забезпечення симетричності знарядь, їх урівноваженості відносно осі міжряддя та підвищення продуктивності знарядь, в них встановлюють одночасно дві поворотні лапи справа і зліва. Ці лапи складаються зі спеціального башмака, до якого за допомогою болтів закріплені довгий та короткий ножі і долото. Довгий ніж встановлюється під гострим кутом відносно осі ряду і направлений в сторону ряду. В культиваторі КРВ-3 башмак поворотної лапи приварений до коліноподібної стійки, верхня вертикальна частина якої встановлена в підшипниковому вузлі. В культиваторах КВ-3 і КНВ-3 башмак приварений до вертикальної стійки, яка жорстко закріплена на горизонтальному брусі, в передній частині якого встановлений підшипниками вузол. Розміри коліноподібної стійки та горизонтального брусу підібрані таким чином, що забезпечують проходження вертикальної осі шарніру поворотної лапи через крайню точку долота.

wine_760.jpg

Введення поворотної лапи в ряд виноградника та відведення її з ряду виконується за допомогою гідроциліндру, корпус якого шарнірно закріплений на рамі знаряддя. Шток гідроциліндру в культиваторі КРВ-3 шарнірно приєднаний до кулака, жорстко закріпленого в верхній вертикальній частині коліноподібної стійки, а в культиваторах КВ-3 та КНВ-3 — до горизонтального бруса. Хід штоку гідроциліндру ЦС-40, який встановлений в цих культиваторах, та довжина його кулака забезпечують введення поворотної лапи в ряд і відведення її від ряду в діапазоні від 0° до 50°.
Принципові схеми культиваторів КРВ-3. КВ-3 і КНВ-3 є однотиповими (рис. 4).
Подача робочої рідини в напорну магістраль гідросистеми культиватора здійснюється від гідросистем тракторів, з якими він агрегатується. Як правило, в гідросистемах цих тракторів, встановлений лише один насос, здатний забезпечити необхідну подачу робочої рідини в межах 60-80 л/хв.. Тому потік робочої рідині від гідросистеми трактора розподіляють і подають в ліву і праву секції гідросистеми культиватора. Розподілення потоку за допомогою звичайного трійника погіршує роботу поворотних лап, оскільки в ряд вводиться лише лапа з меншим опором на ній. Зазначений недолік такої гідросистеми в культиваторах КРВ-3, КВ-3 і КНВ-3 усунений шляхом встановлення в ній розподільника потоку 13 {рис. 4) поршневого типу, що розподіляє потік робочої рідини для лівої і правої секцій гідросистеми культиваторів та вирівнює тиск робочої рідини в секціях гідросистеми, забезпечуючи цим гарантоване введення в ряд обох поворотних лап.
Розподілені потоки робочої рідини направляються до гідророзподільників 4 і 8 (рис. 4). До штоків гідророз-подільників закріплені механічні підпружинені щупи 2 і 10, за допомогою яких відбувається переключення подачі робочої рідини до штокової або поршневої порожнини гідроциліндрів 7 і 15.
В гідросистемах цих культиваторів встановлені так звані плоскоповоротні гідророзподільники (рис. 5), які складаються з кришки 1 з чотирма різьбовими відтворами, до яких за допомогою штуцерів приєднується напірний і зливний рукави високого тиску та рукави, які з'єднують гідророзподільник з поршневою та штоковою порожнинами гідроциліндру.
В корпусі 10 на підшипнику є встановлений шток 5, який фіксується в корпусі кришкою 8 і чотирма болтами 9. Верхня частина штока виконана у вигляді квадрата, на який встановлюється золотник 11. Між корпусом 1 і кришкою 10 встановлено розпірне кільце 2 всередині якого знаходиться золотник 11. різниця між висотою розпірного кільця 2 і висотою золотника 14 складає 15-20 мкм. Ущільнення гідророзподільника забезпечується з допомогою гумових кілець 3 і 16, які встановлюються в кільцевих канавках кришки 1 і корпуса 10. Кришка 1, розпірне кільце 2 і корпус 10, після встановлення і закріплення в ньому штока 7, з'єднуються між собою з допомогою болтів 17. Ущільнення штока 5 в корпусі 10 забезпечується гумовими кільцями 4.
Для того, щоб виключити заклинювання золотника і забезпечити на ущільнюючих кільцях тиск, еквівалентний тиску зливної магістралі гідросистеми, в корпусі 10 зроблено засверловку 13 і канавку 12 глибиною 2 мм, а в перемичці золотника по її осі зроблено отвір 15 діаметром 2 мм.

wine_761.jpg

Такі плоскоповоротні гідророзподільники мають просту конструкцію, високу ремонтопридатність та незначне зусилля переключення, яке при замірі на кінці щупа не перевищує 7Н. Тому ці гідророзподільники мають переваги перед іншими типами і є найбільш поширеними в вітчизняних знаряддях для виноградарства. Слід зазначити, що гідророзподільники виноградникових культиваторів мають специфічний режим роботи. Так при обробці грунту в рядах виноградника на одному гектарі зі схемою посадки 3 х 1,5м число спрацьовувань кожного з двох гідророзподільників досягає 2720 разів. За зміну роботи культиватора число спрацьовувань гідророзподільника досягає понад 15 тисяч, а при більш загущених схемах посадки виноградників це число пропорційно збільшується. В порівнянні з частотою спрацьовувань гідророзподільників в гідросистемах, які використовуються в інших галузях виробництва, це дуже велика частота спрацьовувань, як правило, в умовах високої запиленості, недостатньої очистки та несвоєчасної заміни робочої рідини, що вимагає підвищення надійності плоскоповоротних гідророзподільників та призводить до більш частих профілактичних оглядів та капітальних ремонтів. Причому профілактичний ремонт в основному зводиться до усунення підтикання робочої рідини шляхом заміни гумових ущільнюючих кілець, особливо кілець ущільнення між штоками і корпусом. Капітальний ремонт передбачає перешліфовування всіх площин гідророзподільника, встановлення зазору між висотою розпірного кільця і золотником в межах 15-20 мкм, розточку необхідних глибин канавок під ущільнюючі кільця, заміну штока або усунення його зноїу в місцях контакту з резиновими кільцями, усунення люфту в з'єднані шток-золотник, або заміну золотника з підгоном його на шток.
Від ущільнення гідророзподільника гумовими кільцями залежить не тільки його герметичність, а й роботоспро-можність. Резинове кільце круглого перетину розміщують в кільцевій канавці (рис. 6). Діаметр його поперечного перетину о! і глибину канавки Ь вибирають таким чином, щоб кільце в вільному стані було більшим глибини канавки на величину K=d-b [2].
При монтажі деталей штоку і корпусу гумове кільце отримує радіальний обжим, який забезпечує герметичність з'єднання при відсутності тиску рідини. При появі тиску рідини кільце деформується в напрямі дії тиску і забезпечує щільний контакт по трьом поверхням ущільнюючої пари. Ширина прямокутної канавки а під гумове кільце повинна бути більшою приблизно на 20% величини сі.
При недотриманні необхідних параметрів ущільнюючих елементів гідророзподільника та недостатнього затягування з'єднувальних болтів величина зазору між золотником і площинами кришки і корпуса може збільшуватись, що приводить до перетікання робочої рідини, зниження тиску в гідророзподільнику та збільшення зусилля переключення гідророзподільника. В кінцевому рахунку це приводить до погіршення та втрати роботоспроможності плоскоповоротного гідророзподільника.
На сьогоднішній день для плоскоповоротних гідророз-подільників досягнутий рівень безремонтного числа спрацьовувань в межах від 500 тисяч до 1 мільйона в залежності від якості виготовлення гідророзподільника та умов його експлуатації. Особливий вплив на рівень безремонтного числа спрацьовувань гідророзподільників справляє конструкція рухомого з'єднання шток-корпус, матеріал та число ущільнюючих кілець.
Широкі виробничі випробування та рекомендації заводів-виробників показали, що безремонтний об'єм відпрацювання культиватора з плоскоповоротними гідро-розподільниками знаходиться в діапазоні від 160 до 320га.

wine_762.jpg

Важливим елементом гідросистеми культиваторів КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3 є запобіжно-переливний клапан ГА-33000 (рис.7). Він складається з корпуса 7, кришки 1, штока 13, поршня 4, сідла 10, шарика 11, двох пружин 3 і 5, гумових кілець 6, 9, 12, 14, чотирьох болтів кріплення кришки до корпуса. Його призначення з допомогою штока 13 регулювати робочий тиск в гідросистемах культиваторів, необхідний для введення поворотних лап в межах від 4,0 до 90 мПа. Крім того в крайніх положеннях обох штоків гідроциліндрів клапан забезпечує перетікання робочої рідини із напорної магістралі в зливну.
В процесі експлуатації гідросистеми культиваторів в клапані можуть виникати слідуючи несправності, в результаті яких він перестає виконувати свої функції. Перш за все заклинювання поршня 4 в корпусі через дрібні частки зношеного металу та абразиву, які можуть бути в робочій рідині. Причому воно відбувається значно частіше, коли клапан закріплений на культиваторі в положенні, яке не забезпечує вертикального розташування поршня. Забруднення отвору в торці поршня різними включеннями, які можуть бути в робочій рідині гідросистеми культиватора, зношення шарика штока, ослаблення або поломка пружин, втрата пружності гумових кілець та герметичності ущільнення клапана. Ремонт клапана заключається в усуненні вище перерахованих недоліків.
Щуп сигнальної системи культиваторів КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3 за допомогою спеціальних деталей закріплюється до штока плоскоповоротного гідророзподільника. Золотник гідророзподільника виконаний таким чином, що вісь його перемичок співпадає з осями отворів напірної і зливної магістралей. Положення перемичок золотника в процесі роботи культиватора змінюється в залежності від положення щупа, а вихідне її положення при максимально висунутому штоці гідроциліндру встановлюється в визначеному положенні (рис. 8). В положенні повного введення поворотної лапи в ряд перемичка золотника частково перекриває отвір напірної магістралі на величину bп, причому bп < b. В цьому випадку кут переключення гідророзподільника в положення примусового відведення поворотної лапи DQ1 і кут повного переключення гідророзподільників DQ2 визначаються відношенням:

wine_763.jpg

wine_764.jpg

wine_765.jpg

Збільшення довжини плеча гідроциліндру одночасно зменшує «швидкодію» (час введення поворотної лапи в ряд та відведення її від ряду). Його величини при можливих реальних умовах роботи культиваторів приведені в таблицях 3 і 4.
Причому, підвищення «швидкодії» поворотних лап можна забезпечити як за рахунок зменшення плеча гідро циліндру, так і шляхом підвищення продуктивності гідронасосу трактора, з яким агрегатується культиватор або за рахунок встановлення окремого гідронасосу на культиваторі чи тракторі з приводом від вала відбору потужності.
Ефективна і надійна робота культиваторів КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3 можлива лише на виноградниках, які відповідають агротехнічним вимогам на їх закладання. Особливу увагу також слід звернути на дві ручні операції, які згідно з існуючими технологічними картами [З, 4] повинні виконуватись протягом другого року вегетації виноградника. Це операція встановлення приштамбових кілків та триразове підв'язування пагонів до приштамбових кілків, які виконують в квітні-травні та травні-серпні. Для приштамбових опор використовують дерев'яні кілки, нижня частина яких вимочена в розчинах антисептиків, металевий прокат різноманітного профілю, бамбукові палиці, залізобетонні стовпи та ін. Встановлюють їх вертикально на відстані не більше 5 см від коре-нештамбу куща на глибину 0,3 м.
Незважаючи на достатньо високі витрати ручної праці на виконання цих операцій (для схем посадки виноградника 3x1м згідно технологічних карт [3,4] в сумі вони становлять 215 людино-годин), це надзвичайно важливі і необхідні операції, які впливають на виноградник протягом всього часу його існування.
Невиконання цих операцій або неякісне їх виконання призводить до дуже негативних наслідків при використанні знарядь для механізації різноманітних процесів в виноградарстві і перш за все культиваторів для обробки грунту в міжряддях і рядах виноградників. Непідв'язаний до приштамбового кілка штамб скривлюється і прогинається в повздовжній або поперечній площинах ряду. В першому випадку, при використанні культиваторів на таких виноградниках для збереження кущів від пошкоджень або знищення їх поворотними лапами, необхідно збільшувати величину захисної зони між щупом і лезом лапи та довжину щупа, збільшуючи тим самим необробле-ну зону біля коренештамбів кущів. В другому випадку, прогинання штамбів в поперечній площині ряду, зменшується ширина «вільного» простору міжряддя, тому величину захисної зони необхідно відміряти не від осі ряду, а від крайніх точок штамбів. Якщо в цьому випадку не змінювати ширину захвата культиватора або його конструкцію, яка дозволить віддалити"жорсткі елементи культиватора від осі ряду на величину максимального прогинання штамбів в міжряддя виноградника, з'являється велика вірогідність пошкодження або знищення кущів.
Віддалити жорсткі елементи культиватора від осі ряду виноградника, не змінюючи його конструкції, можливо тільки у культиватора КРВ-3, але при цьому зменшується ширина його захвату поворотними лапами, що відповідно збільшує необроблену площу в ряду виноградника. Тому для ефективного використання культиваторів КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3, як і багатьох інших засобів механізації виноградарства, необхідна відповідна підготовка виноградників.
За агротехнічними вимогами і технічним завданням на розробку культиваторів для обробітку грунту в міжряддях і рядах виноградників оброблена площа грунту повинна складати не менше 98%, ступінь знищення бур'янів в міжрядді не менше 95%, а в ряду — не менше 85%.
В результаті державних випробувань на Південно-Українській та Молдавській машиновипробувальних станціях встановлено, що культиватори забезпечують обробіток грунту на виноградниках в залежності від стану виноградника та конструктивно-експлуатаційних показників тракторних агрегатів в межах від 98,2 до 99,3%, знищення бур'янів в міжрядді від 99,2 до 100% та знищення бур'янів в рядах від 87 до 95,8% без пошкоджень виноградних кущів [5, 6].
У випадках, коли виноградник не відповідає існуючим агротехнічним вимогам, але є потреба і необхідність у використанні культиваторів КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3, потрібно
за рахунок зменшення обробленої площі в рядах виноградників зберегти від пошкоджень або знищення виноградні кущі. Для цього необхідно:
1. Своєчасно, згідно з технологічними картами застосовувати культиватори, починаючи з ранньої весни, не допускаючи появи бур'янів з великою вегетативною масою, від яких відводяться щупи гідравлічної системи культиваторів і якими забиваються проміжки між стійками плоскорізних лап та рамою культиваторів.
2. Щупи гідравлічних систем культиваторів встановити таким чином, щоб вони в процесі роботи культиватора знаходилися на мінімально можливій висоті над поверхнею грунту в ряду і могли контактувати зі штамбом куща безпосередньо біля місця виходу коренештамбу куща з землі.
3. Збільшити величину зусилля введення щупів в ряд за рахунок натягування або заміни пружин щупів, для того щоб вони могли деформувати бур'яни, а не відводитись від них, забезпечуючи їх підрізання поворотними лапами.
4. Збільшити захисну зону (відстань між лезом поворотної лапи і проекцією щупу на горизонтальну площину) у випадках «попутного» прогинання штамбів (в напрямі руху агрегату) на величину стріли прогинання.
5. Збільшити довжину щупа в випадках «зустрічного» прогинання штамбів (в напрямі руху агрегату) на величину:

wine_766.jpg

6. Встановити надійні захисні щити з лівого і правого боків культиватора під кутом 45° до напряму руху агрегату, які дозволять відводити штамби кущів, прогнуті в поперечній
площині ряду, не пошкоджуючи їх.

Попередні висновки:

1. Найбільш поширеними операціями обробітку грунту на виноградниках є культивація міжрядь та культивація міжрядь з одночасною обробкою грунту в рядах.
2. Для виконання обробітку грунту в рядах виноградників створені, випускаються промисловістю та широко використовуються в господарствах культиватори КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3 на основі плоскорізних, нерівномоментних поворотних лап, які вводяться в ряд і відводяться з ряду за допомогою гідроциліндру.
3. Розподіл потоку робочої рідини від гідросистеми трактора для лівої і правої секцій гідросистеми культиватора виконується розподільником поршневого типу, який вирівнює тиск в обох секціях, забезпечуючи гарантоване введення в ряд обох поворотних лап.
4. Для управління поворотними лапами створені та встановлені на культиваторах плоскоповоротні гідророз-подільники, які мають просту конструкцію, високу ремонтопридатність та незначне зусилля переключення.
5. Одержані формули, які дозволяють визначити кут переключення гідророзподільника в положення примусового відведення поворотної лапи, який характеризує «чутливість» та кут повного переключення гідророзподільника.
6. Одержані формули для визначення величин моментів введення поворотних лап в ряд та відведення їх від ряду, дозволили прорахувати величини цих моментів для гідроциліндру ЦС-40х250, довжини його плечей та можливих величин тиску робочої рідини в порожнинах гідроциліндру.
7. Одержані закономірності для визначення часу, протягом якого поворотна лапа вводиться в ряд виноградника і відводиться з ряду та розраховані його величини в залежності від продуктивності насосу та плеча гідроциліндру ЦС-40х250.
8. Ефективна і надійна робота культиваторів КРВ-3, КВ-3 та КНВ-3 можлива лише на виноградниках, які відповідають агротехнічним вимогам на їх закладання, особливу увагу слід звернути на встановлення приштамбових кілків і якісного триразового підв'язування пагонів до них.
9. Випробування культиваторів для обробки грунту в міжряддях і рядах виноградників на Південно-Українській та Молдавській машиновипробувальних станціях довели, що вони здатні обробити на виноградниках площу фунту в межах від 98,2 до99,3 %, знищити бур'яни в міжрядді від 99 до 100 % та знищити бур'яни в рядах від 87 до 95,8 %.
10. У випадках гострої необхідності використання культиваторів на виноградниках, які не відповідають агротехнічним вимогам, потрібно перегулювати культиватори
та змінити деякі їх параметри, які збільшать необроблену площу грунту в рядах але збережуть виноградні кущі.
(Журнал «Виноград», №10, 2010р.)


EuroWine

13/02/2012 21:42



Languages

Ужгородский коньячный завод Директор - Гисем Владимир Васильевич 88000, Украина, г. Ужгород ул. Тимирязева, 19, тел.: (0312) 63-86-21, 64-20–93 e-mail: ukz@tysa.ua

ВИНОГРАДАРСТВО И ВИНОДЕЛИЕ Аналитические исследования, Экспертизы, Консультации Александр Сидоренко +38(050) 318-16-90