Котки-подрібнювачі: сила — в ножах

Подрібнення рослинних решток — важлива технологічна операція, агрономічний ефект від якої забезпечується рівномірним розподілом подрібненого матеріалу в ґрунтових горизонтах і на поверхні поля.

В Україні збільшилась кількість господарств, що працюють за новими технологіями, в яких подрібнені рештки (мульча) використовують як вагомий чинник збереження й накопичення вологи, протидії водній і вітровій ерозії, нормалізації температурного режиму посівів, формуванню доступного джерела органічних добрив.

Сьогодні на світовому ринку представлено два типи машин для подрібнення рослинних решток, які різняться приводом робочих органів — активним чи пасивним. Останнім часом помітно зростає популярність агрегатів з пасивним приводом робочих органів — це котки-подрібнювачі.

Ринок України пропонує досить широкий вибір цих машин і наразі можна із впевненістю сказати, що найширше їх використовують господарства, які вирощують соняшник. Це цілком логічно, адже після збирання цієї великостеблової культури на полі залишається значна маса рослинних решток і проблема навіть не стільки в їхній кількості, скільки в незручності — довгі жорсткі стебла не так просто подрібнити навіть дисковими боронами. А от коткам-подрібнювачам це по силах.

Іншим, не менш важливим, питанням є загортання та подрібнення сидератів і бур’янів, які проросли у посівах культурних рослин. Наприклад, подрібнення та часткове загортання амброзії після збирання соняшнику, яка також має відносно товсте стебло та велику вегетативну масу.

Згідно з вимогами до виконання технологічного процесу подрібнення рослинних решток, розміри їхніх часток не мають перевищувати 200 мм (в ідеалі — 50–100 мм). Адже саме за такого ступеня подрібнення ми отримуємо найкращі умови для розкладання рослинних тканин в осінньо-зимовий період — мінералізація рослинних часток (аж до повного їхнього розкладання) прискорюється в декілька разів порівняно з неподрібненими пожнивними залишками.

Важливо не лише подрібнити рештки, а й рівномірно розподілити їх полем. І тут котки-подрібнювачі — поза конкуренцією. Адже жоден механізм не може рівномірніше розподілити масу полем, аніж сама природа — коли рештки залишаються на тому самому місці, де й зростала рослина. Так от, котки-подрібнювачі за принципом своєї роботи наслідують природні механізми: після їхнього проходу полем усі стебла рослин подрібнюються на тому самому місці, де вони росли, і додаткового розподілу поверхнею ґрунту не потребують.

До переваг котків-подрібнювачів перед іншими машинами аналогічного призначення також слід віднести їхню можливість часткового перемішування рослинних решток із ґрунтом. Після подрібнення робочими органами цих котків рослинні рештки надійно покриваються шаром ґрунту, що є головною умовою пришвидшеного їхнього розкладання.

Базовим елементом (робочим органом) котків подрібнювачів є ніж, що сприймає ударні, ріжучі та абразивні навантаження. І саме від ресурсу робочих органів залежить працездатність котка та якість виконання технологічного процесу.

Котки-подрібнювачі водоналивні типу КР (ДП «Ливарний завод» ТДВ «Первомайськдизельмаш») можуть комплектуватися чотирма типами ножів, два з яких виготовлено зі сталі 45 (без гартування та з гартуванням), ще два — з борвмісної сталі (без гартування та з гартуванням).

Різальне лезо ножа – найнавантаженіша частина робочого органу. Його міцність та стійкість визначає ресурс, що є похідною характеристик твердості матеріалу та однорідності гартування.

Для визначення ресурсу ножів фахівцями Інституту ім. Л. Погорілого було проведено прискорені стендові випробування, які включали в себе циклічне ударне навантаження фрагменту ножа, створене їхнім падінням на імітатор рослинних решток — твердість і щільність імітатора, відповідно, в 180–200 та 15–20 разів більша, ніж рослинних решток. Це дає змогу, з урахуванням рівнів енергетичного навантаження, отримати розрахунковий коефіцієнт прискорення, стенд/поле, близько 2000 разів.

Режими роботи: повторюваний цикл ударів кожної моделі ножа до значної втрати різальної здатності з одночасною її перевіркою на картонному індикаторі.

Критерії оцінювання: інтенсивність втрати різальної здатності кожною з моделей ножів, залежно від циклів навантаження.

Результати випробувань та орієнтовний наробіток ножів наведені у таблиці 1 та 2, відповідно.

Таблиця 1. Результати випробувань

ТАБЛИЦЯ 2. ОРІЄНТОВНИЙ НАРОБІТОК НОЖІВ ДО ЗНАЧНОЇ ВТРАТИ РІЗАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ, ГА

                     * - зберігається залишкова різальна здатність ножа на рівні 55%

Коментарі за результатами випробувань

Запропонований метод визначення інтенсивності втрати різальної здатності ножа за його падіння на імітатор рослинних решток дав змогу ранжувати різні моделі ножів та встановити їхній відносний ресурс.

Негартовані моделі як із сталі 45, так із борумісної сталі, забезпечують незначний ресурс і їхня залишкова різальна здатність становить 15–25% порівняно з загартованими моделями.

Модель ножа із загартованої сталі 45 витримує в чотири рази більше циклів навантажень, ніж моделі, виготовлені з негартованих сталей, а модель із загартованої борумісної сталі має найвищий ресурс. Навіть після 150 циклів навантажень (у перерахунку на роботу котка з шириною захвату 12,5 м – наробіток більше 1000 га) вона зберігає понад 55% початкової різальної здатності, тобто інтенсивність її втрати незначна.

Висновок:

Згідно проведених випробувань інтенсивності втрати різальної здатності ножів, найприйнятнішим варіантом комплектації котків-подрібнювачів є модель, виготовлена з загартованої борвмісної сталі, яка має найвищий ресурс.

Характер спрацювання лез ножів котків-подрібнювачів типу КР виробництва ДП «Ливарний завод»

В. Погорілий, Л. Шустік, С. Степченко, Т. Гайдай,  Н. Нілова, С. Сидоренко,

ЦВТ УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

журнал "Пропозиція", №9, 2021 р.