Механизация уборки полускрытых камней на горных сенокосах

АННОТАЦИЯ

Для извлечения полускрытых камней из горных сенокосов и создания хороших условий для работы сеноуборочных машин, использованы старые мелиоративные маши­ны трех типов. После обработки статистических данных построены соответ­ствующие графики эксплуатационной надежности для выбора сравнительно наилучшего и совершенствованного корчевателя-собирателя. Сделаны полезные научно-практические предложения.

ABSTRACT

Old reclamation machines of  three types are used good conditions for the semi-hidden stones of extraction from mountain hayfields and creation for hay harvesting.

After the processing of statistical data, the corresponding operational reliability schedules were constructed to select the comparatively best and most advanced rooting collector. Useful scientific and practical suggestions were made.

Ключевые слова: сенокос, камень, машина.

Keywords: haymaking, stonework, car.

Природные  кормовые угодья Армянской Республики еще с давних времен были основной базой кормодобывания для сельскохозяйственных живот­ных. Более 50 % сена для стойлового содержания скота добывается с природных сенокосов, а подножный корм скот до­бывает за весь пастбищный сезон из природных пастбищ. Достаточно сказать, что фермеры в течении пастбищного периода поч­ти без подкормки животных получают более 65 % годового надоя мо­лока и 75 % годовой продукции мяса [1]. Несмотря на это многове­ковое нерациональное использование, отсутствие ухода и мероприя­тий по улучшению сенокосов и пастбищ лишили эти угодья былого пышного травостоя.

Около 600 тыс. га кормовых угодий покрыто поверхностными и полускрытыми камнями. Характер засоренности камнями кормовых площадей представляет собой разно­образную картину, местами наблюдаются выходы материнских пород, как отдельными выступами, так и групповыми, часто занимающими на отдельных площадях до 30 - 40 % поверхности территории. В других случаях засоренность выражена скрытыми и полускрытыми камнями, не имеющими отношения к материнской породе. Большей час­тью встре­чаются камни непосредственно разбросанные на поверхности.

Путем одной только очистки от камней можно увеличить полезную пло­щадь пастбищ на 10-20% и более, и значительно повысить их продуктивность.

Полускрытые камни не только засоряют сеноко­сы и пастбища, но и препятствуют работе машин, выполняющих оче­редные операции улучшения, а также в дальнейшем по заготовке кормов на сенокосах.

Для выкорчевки полускрытых камней испытывались старые мелиоратив­ные машины, которые в свое время нашли широкое применение в мелиоратив­ных отрядах и станциях: корчеватель-собиратель Д-513А, корчеватель-бульдозер-погрузчик КБП-2 и рыхлитель-корчеватель КУМС-1ООВ (рис. 1).

Рисунок 1. Процесс извлечения полускрытых камней: а- корчеватель-собиратель Д-513А, б- корчеватель-бульдозер-погрузчик КБП-2, в- рыхлитель-корчеватель КУМС-100В

С целью использования корчевателя-собирателя Д-513А для из­влечения полускрытых камней были сняты боковые зубья и оставлены только средние два зуба (рис. 1а). Это способствовало уменьше­нию порчи дернины и повышению маневренности рабочих органов при работе.

Корчеватель-собиратель Д-513А при выкорчевке камней повреж­дает дерни­ну на площади, в 2,4 - 5,6 раза большей средней площади камня. Повреждение дернины вызывается также буксованием трак­тора при выкор­чевке трудно корчуемых камней. Из-за неудовлетво­рительной обозреваемости поля и рабочего органа последний часто углубляется в почву на большом расстоянии до камня, или камень вообще остается вне зоны действия рабочего органа. И в том, и в другом случаях дернина повреждалась намного больше допустимого предела (рис. 1а).

Недостатком корчевателей является то, что подход их к извле­каемому камню осуществляется при заглубленных в почву зубьях, которые, разрушая дернину, способствуют возникновению эррозии.

При работе корчевателя-бульдозера-погрузчика КБП-2 также наб­людалось повреждение дернины, причинами чего являлись как плохая обозреваемость поля и рабочего органа, так и сравнительно боль­шая ширина захвата.

Дернина повреждалась также при захвате камня зубьями. Площадь поврежденной дернины при корчевке в 6,4 - 47,9 раза превышает среднюю площадь корчуемого камня (рис. 1б).

Рыхлитель-корчеватель КУМС-100В предназначен в основном для рыхления каменистых земель, а также извлечения полускрытых и скрытых камней. При подходе рабочего органа к камню тракторист в зависимости от величины камня опускает его приблизительно на 1- 1,5 м ближе, рабочий орган заглубляется в почву и, упираясь в камень, извлекает его (рис. 1в). Однако во многих случаях рабо­чий орган при этом скользит по камню (т.к. имеет один зуб) и вы­ходит из почвы без камня. Тогда тракторист повторяет весь процесс и пытается рабочим органом захватить камень, но это получается все труднее, так как рабочий орган в первом подходе уже открыл для себя малосопротивляемый путь и снова без камня выходит из почвы. Площадь поврежденной дернины при корчевке таким корчевате­лем в 4,7 - 15,3 раза превышает среднюю площадь корчуемого камня.

При выкорчевке камней дернина деформировалась вследствии дав­ления гусениц тракторов. Деформацию дернины измеряли три раза: непосредственно после выкорчевки камней, через 10 дней и через 30 дней.

При первом измерении глубина следа гусениц тракторов состави­ла 2,7 - 6,2 см, через 10 дней- 0 - 3,3 см, а через 30 дней де­формация дернины в основном восстанавливалась или составляла- 0 - 1,6 см. Таким образом, деформация дернины вследствии давления гусениц быстро восстанавливается и не влияет на качество работы этих агрегатов.

Глубина повреждения дернины у корчевателя-собирателя Д-513А составила 16,3 - 38,8 см в зависимости от размеров камней, у корчевателя-бульдозера-погрузчика КБП-2- 12,5 - 40 см, а у рыхли­теля-корчевателя КУМС-100В- 15,3 - 48 см.

После обработки опытных данных получены следу­ющие коэффициенты качест­вен­ной оценки работы различных рабочих органов для извлечения полускрытых камней: для корчевателя-собирателя Д-513А- 0,18,  для корчевателя-бульдозера-погрузчика КБП-2- 0,09,  для рыхлителя-корчевателя КУМС-100В- 0,12.

Сведения о влиянии толщины повреждения корневой системы на жизнедеятель­ность растения в литературе не приведены. Для этой цели два года на разных участках сенокосов и пастбищ Гегамского хребта металлическим инструментом повреждали дернину на разные глубины и следили, где и как восстанавливается зеленый покров и как образуются очаги эрозии. Получили следующие результаты: рай­грас пастбищный погибает, когда корневая система повреждается на глубине 3 - 4 см, тимофеевка луговая и костер безостый- на глуби­не 4 - 5 см, пырей ползучий- на глубине 10 - 20 см, люцерна синняя- 5 - 10 см, клевер белый- 4 -8 см, овсяница овечья- 2 – 3 см.

С целю выявления эксплуатационной надежности были испытаны 3 корчевателя-собирателя Д-513А, которые работали двумя средними зубьями и в основном выкорчевы­вали средние полускрытые камни.

Во время эксплуатации у 3 корчевателей-собирателей по раз­личным причинам возникло 44 отказов. После обработки статистических материалов, получено: ч, Т_ср  =16,41 ч,  λ = 0,061 отказ/ч, σ_t = 12,93 ч, V(t) = 0,79, Δt = 5 ч,  К = 11 интервалов.

На рис. 2 представлен график изменения экспериментальной и теоретичес­кой функций вероятности безотказной работы корчева­телей по времени. График теоретичес­кого распреде­ления функции P(t) построен по экспоненциальному закону:

.                                           (1)

Рисунок 2. График изменения экспериментальной и теоретической функций надежности корчева­теля Д-513А по времени.

Проверка по критерию согласия Пирсона показала, что , 2r = 9, Р(x² = 6,19) = 0,72, а это значит, что экс­поненциальный закон не противоречит действи­тель­ности.

На восстановление 44 отказов затрачено 322 часа. Время восстановления единичных отказов колебалось в пределах 0,4 - 21,7 часов.

В результате обработки статистических материалов получено: ч, θ_ср = 7,33 ч, σ_θ = 5,57 ч,       V(θ)= 0,76,  ω(θ) = 0,14 восст/ч, Δθ = 2 ч, К = 11 интервалов.

На рис. 3 представлена гистограмма распределения отказов по длительности их восстановления. Гистограмма показывает, что 50 % всех отказов у корчевателей устраняются в течении 6 часов, до 89 % всех отказов устраняются в течении 14 часов, а отказы с длительностью восстановления от 14 до 22 часов распределены в среднем по одному. Такие отказы составляют лишь 11 % от общего числа и носят чисто случайный характер.

Рисунок 3. Гистограмма распределения восста­новления отказов корчевателя Д-513А

Проверка показала, что время восстановления отказов у корчевателей-собирателей подчиняется закону распределения Эрланга:

,      2r = 11,      P(x² = 4,23) = 96 %.

На рис. 4 представлен график экспериментальной и теорети­ческой функций вероятности восстановления отказов q(θ), соот­ветствующий формуле:

.                                    (2)

Рисунок 4. График изменения экспериментальной и теоретической функций вероятности восстановления отказов корчевателя Д-513А по времени

На рис. 5 представлен график доверительной области этой функции.

Рисунок 5. График доверительной области функции вероятности восстановления отказов корчевателя Д-513А.

При    n = 44 восстановлениям, δ₁ = 0,866, δ₂ = 1,134.

 ,                             (3)

,                                  (4)

.                                  (5)

По данным исследования определены численные значения коэффициен­тов: готовности - К_г = 0,691, восстановления - К_в= 0,45. При n = 44 отказам, ε₁ = 0,73, ε₂ =1,36.

,                                        (6)

.                                        (7)

Следовательно, в любое время эксплуатации из 3 корчевателей 2 будут находиться в технически исправном состоянии.

На основании результатов производственных испытаний реконструирован­ной корчевателя-собирателя Д-513А построены графики зависимости произ­води­тельности этой машины от засоренности сенокосов камнями.

По средным величинам, производительность этой маюины следующая: 0,87га/ч, 0,7 т/ч.

Как видно из приведенных данных, все испытанные рабочие орга­ны имеют очень низкие эксплуатационные показатели и в основном не удовле­творяют агротехническим требованиям для работы на сенокосах, т.к. портят зеленый покров. Для механизации этого важного и трудоемкого процесса временно, т.е. до создания спе­циального рабочего органа можно использовать корчеватель-собиратель Д-513А для выкорчевки камней со средним диаметром до 60 см и рыхлитель-корчеватель КУМС-100В для выкорчевки камней со сред­ним диаметром до 120 см.

Список литературы:

1. Костикян Г.К. О продуктивности горных пастбищ Армении. «Горные луга, их улучшение и использование» // Научные труды.-М.: Колос, 1969.- С. 75...80.

2. Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка.-М.: Колос, 1984. - 351 с

3. Волчкевич Л.И. Надежность автоматических линий. -М.: Машино­строение, 1969, 309 с.