НЕТРАДИЦИОННЫЕ РАБОЧИЕ ОРГАНЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
Обработка почвы
Применение электромагнитных воздействий р обработке почвы весьма многообразно. Это и стерилизация почвы, и разрушение ее, и смазывание рабочих поверхностей почвообрабатывающих орудий за счет электроосмотического явления, 'л использование магнитных сил в качестве тяговой силы трактора.
При использовании существующих почвообрабатывающих орудий, в частности плугов, их тяговое сопротивление при обработке влажных почв может быть уменьшено пропусканием постоянного тока от рабочего органа (-) через почву к изолированному электроду (+), например черенковому ножу или предплужнику, расположенным впереди корпуса. При этом на отрицательном электроде (поверхности лемеха или отвала) создается, тонкая пленка из почвенной влаги [124] . За счет этого уменьшаются коэффициент трения почвы по поверхности лемеха и отвала и сопротивление плуга.
Для стерилизации почвы может быть использовано устрой ство (рис. 42), выполненное в виде параллельно расположенных пластин 5, закрепленных на раме 2, которая выполнена из диэлектрика. Каждая пластина подключается к электрической сети с помощью провода 3, снизу к пластинам 5 прикреплены подкладки 4 из диэлектрика, пластины в нижней части имеют выступы. При перемещении устройства электрода 1 заглубляют в почву и подключают к сети переменного тока (через соединительные провода 4). Крайние электроды могут быть занулены, а промежуточные присоединены к фазным шинам. *
■-Е
При протекании электрического тока между электродами 1 почва нагревается. В первую очередь нагревается слой почвы, расположенный между выступающими частями 5 элект-
Iffy, І1?»/ Iа/,. ,
9 3 3 5
L йк 4
Т іГ т
, Ттг
42. Устройство для. ации почвы элект - ■М током
. ч '
Родов 1. При нагревании почвы до температуры кипения воды в нижней части между электродами пар поднимается Jj в верхние слои почвы и проходит, в основном, в местах щ контакта почвы с поверхностью электродов 1, так как ■ здесь почва разрушена. Пар конденсируется на поверхности электродов 1, в результате этого прилегающая к ним почт увлажняется, что приводит к повышению плотности тока в I пространстве между электродами 1. За счет этого вся now ва между электродами 1 интенсивно ^ірогревается, что Щ способствует ее полной стерилизации [125] . Щ
Имеются предложения использовать электричество ДЛЯ! I разрушения почвы. Для безотвальной пахоты предложен эле! ктрический плуг [12b] , на передних концах рыхлящих лаїв которого выполнены электрические разрядники. Напряжение™ от формирователя импульсов разряда подводится к ним, бла ■годаря чему между электродами периодически, в моменты достижения напряжением пробивного значения, происходит электрический разряд. Разряд сопровождается гидравлическим ударом в форме ударной волны повышенного давления, распространяющейся во все стороны. Так как подпочвенные необрабатываемые слои обладают более высокой плотностью грунта, чем верхний слой обрабатываемой. почвы, то ударная волна от них отражается вверх. Под действием удар - , ной волны почва должна разрушаться. ..
В последнее время получило широкое распространение рыхление почвы на большую глубину (безотвальное рыхление плоскорезами, чизельная обработка и др.). Эта работа является наиболее энергоемкой в обработке почвы. По данным , многочисленных исследований на обработку 1 га расходуется от 40 до 50 кг дизельного топлива, а для агрегатирова ния с рыхлителями требуются тракторы мощностью 75 - 220 кВт. В Германии специалистами фирмы "DWG" разработан электромагнитный глубокорыхлитель, значительно уменьшающий энергоемкость этого процесса [127] . Рабочим органом рыхлителя является клин, движущийся в почве на определен ной глубине. Рамы и прицепного или навесного устройства он не имеет. Тяговое усилие от трактора к рабочему органу передается с помощью электромагнита, установление го сзади трактора на навесной системе.
Электромагнит обеспечивает создание магнитного поля высокой напряженности.- Он установлен в полусфере, основное назначение которой - ограничить распространение магнитного поля вверх и в стороны и сконцентрировать его в определенно^ месте (в направлении рыхлителя). Питание электромагнита осуществляется от электрогенератора, установленного на тракторе. Перед работой почвообрабатывающий клин устанавливают на поверхности почвы или в канавке на заданной глубине. В первом случае регулированием напряженности магнитного поля заглубляют его при движении трактора. Передвижение металлического рыхлителя в. почве происходит под действием магнитного поля, рыхлитель движется за трактором.
По данным исследований тяговое сопротивление электро-~ магнитного глубокорыхлителя в сравнении с обычными уменьшается примерно в два раза за счет того, что у него отсутствуют стойки, создающие дополнительное сопротивление, а также за счет уменьшения массы всего орудия. Прн этом создается возможность обработки почвы без уничтожения стерни, так как отсутствуют стойки рыхлительных ра - ♦ бочих органов.
Недостатком является отсутствие жесткой связи с трактором и затруднение поддержания заданной глубины обработки и перекрытий по ширине захвата при последующих проходах. Представляется сложным создание широкозахватного Электромагнитного орудия, состоящего из нескольких рыхлителей. Наличие в рабочей зоне сильного магнитного поля создает опасность для персонала. К тому же, при аварийном отключении электромагнита трудно извлекать из почвы рыхлитель, он даже может быть потерян.
Практически более осуществимы устройства для обработки почвы, в которых используются свойства постоянного магнита. Магнит на почвообрабатывающих орудиях может быть расположен на различных их элементах. Например, в планировщике магниты монтируются непосредственно в его секциях (і 28], а на плуге магнитный элемент при помощи параллелограммной подвески размещен над отвалом кррпуса плуга с зазором к нему для прохода пласта почвы [129] . На корпусе плуга магнит крепят также сзади на отвале в зоне его крыла [130}, а на рыхлителе - сзади на стойке лапы [131] .
При безотвальной обработке почвы главным недостатком является слабое рыхление верхнего слоя почвы и значительные повреждения стерни (ее заваливание слоем земли), что влечет за собой снижение эффективности применения этой технологической операции.
Чтобы повысить качество рыхления верхнего слоя почвы с оставлением стерни на поверхности, было предложено
Осуществлять дополнительное рыхление путем внесения в почву и последующего извлечения из нее ферромагнитных тел [i32] . Для реализации этого способа используют устройство, показанное на рис. 43. Оно содержит раму 1 с опорными колесами, на которой установлены плоскорежущая лапа 12 и бункер 2 с ферромагнитными телами 3.
Рис.43. Устройство для обработки почвы при помощи ферромагнитных тел
Сзади лапы 12 на ее стойке установлен течник 9 с воронкой 5 и рассекателем. За лапой расположено также приспособление для возврата ферромагнитных тел 3 в течник 9, которое выполнено в виде наклонного транспортера 5 с ребрами 7 и двумя барабанами - верхним 4 и нижним 6. Последний выполнен в виде электромагнита.
При движении агрегата рама 1 устанавливается опорными колесами на поверхность обрабатываемой почвы, и движением вперед лапа 12 заглубляется под стерневой слой почвы и осуществляет безотвальное рыхление. Из бункера 2 при открытии заслонки (не показана) в воронку 10 подаются • ферромагнитные тела 3, которые по течнику 7 поступают под лапу 12 и, на конусном рассекателе 11 распределяются » по ширине. лапы 12. По прохождении лапы ферромагнитные j тела 3 в виде сплошного слоя закладываются под почву в f плоскости ее резания, - т. е. на подошве пахотного слоя. Таким образом, внесение ферромагнитных тел 3 осуществляет-' ся одновременно с безотвальным рыхлением. Транспортер 5 1
Л ■ j
І
Наводится в движение через нижний барабан 6 от опор-
..! :х колес. -
Нижний барабан 6 в виде Электромагнита, проходя над верхностью почвы сзади лапы 12, своими магнитными с. шовыми линиями воздействует на ферромагнитные тела 3, находящиеся под слоем почвы, притягивает их и протаскива - і'і через слой почвы. Таким образом образуются многочисленные каналы 8 выхода ферромагнитных тел 3, вследствие v. го и происходит дополнительное рыхление пахотного слоя у? его подошвы до верха. Вышедшие из почвы ферромагнитные тела 3 притягиваются к поверхности транспортера 5 дажду его ребрами 7 против полюсов электромагнитного ба - ; ібана 6. При движении транспортера 5 тела 3 огибают поверхность барабана 6, при этом, его ребра 7 препятствуют г ігредвижению скольжением или перекатыванием тел 3 за поносами барабана (ребра 7 могут быть выполнены с наклоном і сторону движения транспортера 5). Тела 3 транспортером подаются в зону барабана 4 и сбрасываются с него в во - онку 10. Затем цикл работы повторяется, т. е. внесение ; извлечение тел 3 осуществляется непрерывно.
При возможной частичной потере ферромагнитных тел 3 жх плотность восстанавливается за счет добавления тел 3 ііз бункера 2. Утерянные тела 3 могут быть возвращены §іри следующей обработке почвы.