Спецможливості
Техніка та обладнання

Грунтообробні агрегати на основі тракторів ХТЗ

05.09.2008
879
Грунтообробні агрегати  на основі тракторів ХТЗ фото, ілюстрація

Одним із шляхів гарантованого підвищення ресурсозбереження в сільськогосподарському виробництві є впровадження комбінованих (КМТА) і широкозахватних машинно-тракторних агрегатів. Особливо це стосується такого енергоємного технологічного процесу, яким є обробіток грунту.

Фото 1. Боронувальний МТА на основі ХТЗ-121 зі здвоєними шинами

Одним із шляхів гарантованого підвищення ресурсозбереження в сільськогосподарському виробництві є впровадження комбінованих (КМТА) і широкозахватних машинно-тракторних агрегатів. Особливо це стосується такого енергоємного технологічного процесу, яким є обробіток грунту.

За способами агрегатування комбіновані агрегати поділяють на три групи:
1) КМТА, в яких одноопераційні машини/знаряддя, що їх випускають серійно, послідовно з’єднані між собою за допомогою зчепів;
2) агрегати, в яких енергетичний засіб агрегатується з машиною, що має єдину раму, на якій можна закріплювати постійні або змінні робочі органи;
3) КМТА, складені з кількох одноопераційних машин/знарядь, одні з яких навішують на передній, а інші на задній навісний механізми енергетичного засобу.
Найперспективнішою, на нашу думку, є третя схема складання КМТА. Переваги таких агрегатів полягають у тому, що маса і тяговий

Фото 2. Культиваторний МТА
на базі ХТЗ-121 зі здвоєними шинами

опір фронтально навішених секцій машин чи знарядь збільшують вертикальне навантаження на передні ведучі колеса енергетичного засобу, підвищують зчеплення їх із грунтом і зменшують буксування. Як наслідок, поліпшуються умови використання потужності енергетичного засобу завдяки перерозподілу навантажень за його мостами, підвищується продуктивність праці та знижується питома витрата палива. У багатьох випадках знижується металомісткістю і кінематична довжина агрегату, що сприяє зменшенню ширини поворотної смуги та невиробничих витрат часу в разі руху КМТА по ній.
Проте для складання комбінованих МТА за такою схемою потрібний енергетичний засіб з переднім навісним механізмом. Бажано, щоб він мав ще й передній вал відбору потужності (ВВП), реверсивний пост керування або реверсивну трансмісію, двигун з двома рівнями потужності тощо.
Останнім часом Україна освоїла випуск сімейства орно-просапних тракторів сімейства ХТЗ-160, які практично повністю відповідають сформульованим вище вимогам. Ці енергетичні засоби можна використовувати практично на всіх технологічних операціях, починаючи з ранньовесняних робіт і закінчуючи осіннім основним обробітком грунту.
Безпосередньо трактори сімейства ХТЗ-160 на ранньовесняному обробітку грунту використовувати не рекомендується, оскільки вони

Фото 3. Орно-подрібнювальний агрегат

обладнані штатними шинами 16,9R38, завдяки чому створюватимуть відносно високий питомий тиск на грунт.
Водночас, за аналогією з Т-150К, є підстави вважати, що у ранньовесняний період енергетичні засоби ХТЗ-160 можна агрегатувати зі здвоєними шинами. Причому не зі штатними, а з тими, використання яких, як свідчить практика, дає змогу істотно зменшити ущільнення грунту рушіями колісних тракторів тягового класу 3.
До таких шин належать ті, якими нині обладнують трактори сімейства ХТЗ-170, — 23,1R26. Саме ними було обладнано трактор ХТЗ-121 (різниться з ХТЗ-160 меншою потужністю двигуна), який на боронуванні зябу агрегатували зі зчепом СГ-21 (фото 1).
У шинах трактора ХТЗ-121 встановили такий тиск повітря:
n передній міст: внутрішні колеса —
0,11 МПа; зовнішні колеса — 0,09 МПа;
n задній міст: внутрішні колеса —
0,09 МПа; зовнішні колеса — 0,07 МПа.
Боронування зябу агрегатом проводили за вологості грунту, середнє значення якої в шарі 0–15 см становило 25,9%, а щільність — 1,19 г/см3.

Фото 4. Орно-подрібнювальний агрегат у роботі

МТА рухався зі швидкістю 2,27 м/с (8,17 км/год). Робоча ширина захвату становила при цьому 20,53±0,01 м за середнього квадратичного відхилення ±0,07 м. Варіабельність цього оцінюваного параметра була низькою, на що вказує значення коефіцієнта варіації — 0,34%.
Буксування рушіїв трактора було відносно малим. Середнє значення цього показника становило 5,8%.
За отриманих значень ширини захвату (20,53 м) та робочої швидкості руху (8,17 км/год) продуктивність дослідного агрегату становила 16,7 га/год основного (чистого) часу. Питомі витрати палива дорівнювали при цьому 0,81 кг/га. Це приблизно на 10% менше, ніж за використання на цій самій операції у складі аналогічного МТА серійного колісного трактора Т-150К.
Після проходу рушіїв трактора ХТЗ-121 щільність грунту в колії, порівняно з агротехнічним фоном, зросла на 7,6% і в середньому становила 1,28 г/см3 (що перебуває в оптимальних межах). Для порівняння: при випробуванні трактора Т-150К зі здвоєними шинами 21,3R24 вологість грунту агрофону була 25,5%, а щільність — 1,00 г/см3. Після проходу цього енергетичного засобу щільність грунту в колії зросла на 20% і становила 1,20 г/см3.
На суцільній культивації зябу цей самий трактор агрегатували з центральною частиною зчепу СП-16 і двома культиваторами КПС-4 (фото 2).
Під час проведення цієї операції середня вологість грунту була 24,2%. Щільність його в шарі 0–15 см дорівнювала 1,29 г/см3. Культиваторний МТА рухався зі швидкістю 2 м/с (7,2 км/год). Довірчий інтервал зміни робочої ширини захвату становив при цьому 7,83±0,02 м, а глибини обробітку грунту — 11±2 см. Коефіцієнт варіації обох процесів не перевищував 3%.
Буксування рушіїв трактора зі здвоєними шинами в складі культиваторного агрегату дорівнювало 9,8%.
Рушії ХТЗ-121 ущільнювали грунт до 1,36 г/см3. Проти вихідного агрофону цей показник збільшився на 5,4%.
Погодинні витрати палива культиваторним агрегатом становили 21,3 кг/год, що відповідає 85%-ному завантаженню двигуна трактора ХТЗ-121. За продуктивності 5,6 га/год основного часу питомі витрати палива дослідним МТА дорівнювали 3,8 кг/га. Це приблизно на

Фото 5. Чизельно-дискувальний агрегат на базі ХТЗ-16331

одному рівні з таким самим показником для аналогічного МТА на базі Т-150К.
Після збирання грубостеблових культур (соняшник, кукурудза) на полі залишається відносно висока стерня, яку перед проведенням основного обробітку грунту слід подрібнити. На практиці для цього спершу проводять одно- чи дворазове дискування агрофону, а опісля — основний його обробіток.
Для одночасного виконання цих операцій ми розробили подрібнювально-орний агрегат, який складається з трактора ХТЗ-121, задньонавісного плуга типу ПЛН та фронтального активнопривідного (від переднього ВВП) трактора  — подрібнювача стерні сільськогосподарських культур під умовною маркою ПРР-1,5 (фото 3). Конструктивна ширина захвату знаряддя — 1,5 метра.
Дослідження орно-подрібнювального агрегату проводили на оранці стерні соняшнику. Середня вологість грунту в шарі 0–30 см сягала 19,9%, а щільність — 1,39 г/см3. Висота стерні соняшнику змінювалася в межах 43 ± 2 сантиметри.
Орно-подрібнювальний агрегат рухався правими колесами у борозні (фото 4) зі швидкістю 2,0 м/с (табл. 1).
Робоча ширина захвату плуга дорівнювала 1,38 м. Знаряддя було налаштовано на глибину оранки 25 см. Справжнє середнє значення цього параметра становило 25,0±0,3 см, а середнє квадратне відхилення — ±1,2 см, що відповідає агротехнічним вимогам (±2 см) на цю операцію.
Після того як проходив подрібнювач, стерня соняшнику подрібнювалася на фракції, більшість із яких (41,3%) була завдовжки 15 см. Експериментально доведено, що без застосування подрібнювача рослинних решток якісна оранка агротехнічного фону з неподрібненою стернею грубостеблової сільгоспкультури (в цьому разі соняшнику) практично неможлива.
Попередніми розрахунками встановлено, що впровадження пропонованого комбінованого орно-подрібнювального агрегату на базі трактора ХТЗ-160 дасть змогу отримати на кожному гектарі оброблюваної площі економічний ефект у розмірі не менше 30 гривень.
Доволі перспективними є й інші комбіновані агрегати на базі ХТЗ-160, призначені для основного обробітку грунту з одночасним подрібненням стерні. Сюди слід зарахувати вже випробувані у виробничих умовах чизельно-дискувальний та культиваторно-дискувальний агрегати. Технологічна частина першого з них має плуг — чизель ПЧ-2,5 і дискову борону БДН-3 (фото 5).
У другого МТА, замість чизельного знаряддя, використано навісний культиватор-плоскоріз із робочими органами від культиватора КПЭ-3,8.
Практика свідчить: якщо операції дискування стерні соняшнику та чизельний обробіток грунту робити окремо (двома агрегатами), то сумарні витрати палива були б на 4–5 кг/га (31–39%) більшими, ніж ті, які є за одночасного виконання цих робіт (табл. 2).
Трактори сімейства ХТЗ-160 можна використовувати на оранці грунту. Та, завдяки наявності переднього навісного механізму на базі цього трактора, можна реалізувати орний агрегат за схемою push-pull (“штовхай — тягни”).

Фото 6. Орний МТА за схемою “штовхай — тягни”.

Для проведення лабораторно-польових досліджень орного агрегату за схемою push-pull було розроблено та виготовлено дослідний зразок фронтального двокорпусного плуга під умовною маркою ПЛН-2-3. Два механізатори на під’єднання цього знаряддя до трактора ХТЗ-121 витрачали приблизно 7 хв. Від’єднання фронтального плуга тривало не більше 6 хвилин.
Під час проведення лабораторно-польових досліджень ХТЗ-121 налаштували на реверсивний хід. Оглядовість фронтального плуга при цьому була задовільною.
У лабораторно-польових умовах порівнювали три схеми орних МТА. Перший складався з трактора ХТЗ-121 і плуга ПЛН-4-35 (0 + 4). У другого, замість чотирикорпусного, використали п’ятикорпусний плуг ПЛН-5-35 (0 + 5).
Орний агрегат за третьою схемою (2 + 4) містить передньонавісний плуг ПЛН-2-35 і задньонавісний ПЛН-4-35.    
Середня вологість грунту в шарі 0–30 см становила 13,5%. Щільність грунту перебувала в межах 1,21–1,25 г/см3. Забур’яненість агрофону дорівнювала 406 г/м2.
Трактор у складі кожного орного МТА (фото 6) рухався на другій та третій передачах заднього діапазону швидкостей. Усі плуги (фронтальний та задньонавісні) були налагоджені на одну й ту саму глибину оранки — 27 сантиметрів.
Встановлено, що наявна глибина оранки порівнюваних МТА була практично однаковою (табл. 3), оскільки нуль — гіпотеза про рівність середніх значень цього параметра на статистичних рівнях значущості 0,05 і 0,01 не відхиляється.
Середнє квадратне відхилення глибини оранки кожним агрегатом не перевищувало агротехнічних вимог (±2 см) і становило: для МТА за схемою (0 + 4) ±1,74 см; для МТА за схемою (0 + 5) — ±1,52 см і для МТА за схемою (2 + 4) — ±1,88 см. На вказаних вище рівнях значущості різниця між даними стандартами теж є статистично випадковою, оскільки, згідно з F, критерій Фішера нуль — гіпотеза про рівність порівнюваних дисперсій коливань глибини оранки не відхиляється.
За однакової глибини оранки наявна ширина захвату в МТА за схемою (2 + 4) була на 21,3% більшою за ширину захвату агрегату, який складався з трактора ХТЗ-121 і задньонавісного плуга ПЛН-5-35.
Щодо робочої швидкості, то у МТА за схемою (0 + 5) вона була більшою лише на 1,4% на другій передачі, і на 0,06% — на третій. У результаті продуктивність за годину основного часу агрегатом за схемою “тягни — штовхай” (тобто 2 + 4) виявилася на обох режимах руху на 20,2% вищою.
Якщо погодинні витрати палива у МТА за схемами (0 + 5) і (2 +4) були майже однакові (див. табл. 3), то питомі — різні. Агрегат за схемою (2 + 4) був економічнішим: на першому режимі руху — на 18,7%, на другому — на 16,5%.
Якщо порівняти з агрегатом за схемою (0 + 4), то застосування МТА за схемою (2 + 4) дає змогу підвищити продуктивність праці за годину основного часу на 33–36%. Щодо питомих витрат палива, то на другій передачі трактора в нового агрегату вони на 6,2% більші, а на третій — на 12% менші.
Через практично оптимальне значення щільності та відносно невисоку вологість грунту буксування рушіїв трактора ХТЗ-121 в агрегаті з шістьма корпусами плуга не перевищувало агротехнічно допустимого рівня (18–20%). Водночас завантаження двигуна (якщо судити за погодинними витратами палива) дорівнювало при цьому 99%. Цей факт свідчить про більші перспективи використання на оранці трактора ХТЗ-160, на якому встановлено потужніший, ніж на ХТЗ-121, двигун.
Агрегат за схемою (2 + 4) має задовільні траєкторні показники. Так, коливання траєкторії борозни, прокладеної цим МТА, носять доволі низькочастотний характер. Основний спектр дисперсії, величина якої становить 148,44 см2, зосереджено в діапазоні частот 0–0,7 м–1. За швидкості руху орного МТА 1,61 м/с це — 0–1,1 с–1, або лише 0–0,17 Гц.
Наведені вище результати випробувань трактора ХТЗ-121 на підготуванні грунту підтверджують технічну можливість і передбачувану економічну доцільність їх реалізації на базі потужніших енергетичних засобів сімейства ХТЗ-160.
Звичайно, нові агрегати потребують значно ширшої виробничої перевірки, результати якої мають бути доведені до потенційних покупців тракторів сімейства ХТЗ-160. Для цього завод “ХТЗ ім. С. Орджонікідзе” має забезпечити такими енергетичними засобами відповідні науково-дослідні установи. Інакше високі технологічні властивості нових харківських тракторів так і залишаться не відомими споживачеві, що, своєю чергою, може негативно позначитися на динаміці їхнього продажу. 

В. Кюрчев,
професор,
В. Надикто,
професор, НДІ механізації землеробства Півдня України

Advertisement

Інтерв'ю
Ольга Насонова, ресторанний експерт, концептолог і аналітик
В Європі та Америці вже давно цінується все, що відрізняється від масового продукту в маркетах, так званий hand made, до якого відносяться в тому числі і продукти, вирощені на приватних фермерських
Rebiyar1
Сьогодні наш співрозмовник — Антуан Ребійар, бізнес-директор New Holland Agriculture в Україні, Молдові, країнах Балтії та Фінляндії. Він живе та працює в Україні вже понад чотири роки, втім, для

1
0