Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра лесных культур и почвоведения

МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

Лабораторный практикум для для студ.

спец. 1-75 01 01

МАШИНЫ ДЛЯ РАБОТ В ПИТОМНИКЕ

Минск 2014

2

Машины внесения удобрений. Внесение научно обоснован-

ных доз органических и минеральных удобрений – одно из важных

мероприятий повышения плодородия и восстановления структуры

почвы.

В питомниках применяют органические удобрения (навоз, на-

возную жижу, различные компосты, торф и зеленые удобрения),

минеральные удобрения (азотные, фосфорные, калийные, сложные

и микроудобрения) или органоминеральные смеси, а также микро-

биологические и бактериальные добавки.

При выращивании двухлетних сеянцев сосны с 1 га дерново-

подзолистой почвы выносится около 17-20% находящихся подвиж-

ных форм азота, фосфора и калия. Внесение компоста обеспечивает

восстановление плодородия почвы путем обогащения питательными

веществами.

Технология производства компостов для питомников является

биологическим процессом, в котором микроорганизмы превращают

органические вещества (листья, навоз, торфяную крошку, щепу, пе-

регной, опилки, солому) в почвенный материал, называемый гуму-

сом.

В процессе создания компоста в призмах происходит нагрев

смеси, что приводит к циркуляции влаги и ее испарению, а также к

уничтожению патогенных образований и семян сорняков. Опти-

мальная же температура в призме должна составлять около 54 °С.

Увеличение температуры в призме приводит к замиранию значи-

тельного количества микроорганизмов и прекращению процессов

распада органического материала. Перемешивание компоста дает

возможность призме охладиться и стабилизирует процесс компо-

стирования.

Прицепная машина для перемешивания компоста К-250

(рис. 1) предназначена для перемешивания компоста в призмах вы-

сотой до 1,5 м и шириной до 2,5 м. Устройство агрегатируется с

трактором класса тяги 14 кН, оборудованным ходоуменьшителем.

Привод шнекового ротора осуществляется от вала отбора мощности

(540 об /мин) через карданно-телескопический вал с предохрани-

тельной муфтой и коническую зубчатую передачу. В конструкции

машины функцию стабилизации движения выполняет приводная

тележка 4 массой 750 кг.

3

Рис. 1. Прицепная машина для перемешивания компоста К-250: 1 –

буксировочный крюк; 2 – защитный экран; 3 – ротор; 4 – приводная тележ-

ка

Подъем секции ротора 3 в транспортное положение осуществ-

ляется посредством сервомотора, подключенного к гидросистеме

трактора. Диаметр ротора 720 мм, производительность 500 м3/ч.

При внесении удобрений механизированным способом выпол-

няют следующие операции: погрузку удобрений в транспортные

средства на месте их заготовки или хранения, транспортирование,

разбрасывание по поверхности или выполнение корневых и внекор-

невых подкормок.

Для погрузки удобрений применяют грейферные погрузчики,

погрузчики-экскаваторы, одноковшовые экскаваторы на тракторе

класса тяги 14 кН или фронтальные погрузчики-экскаваторы

(рис. 2).

Рис.2. Погрузчик-экскаватор: 1 – отвал бульдозера (фронтальный

ковш); 2 –поворотная колонна; 3 – стрела; 4 – рукоять; 5 – ковш обратная

лопата; 6 – аутригер

Для транспортирования и разбрасывания органических удоб-

рений применяют полуприцепы-разбрасыватели органических

удобрений ПТУ-4, 1РМГ-4Б и РПТУ-2М, РОУ-6М (рис. 3).

Полуприцепы-разбрасыватели выполняют поверхностное вне-

сение (разбрасывание) органических удобрений (навоза, компоста,

торфа). Со снятым разбрасывающим устройством их можно исполь-

зовать для транспортирования грузов.

4

Рис. 3. Разбрасыватель органических удобрений прицепной РОУ-6М:

а – общий вид; б – цепочно-планчатый транспортер; 1 – борт кузова; 2 –

привод разбрасывающего барабана; 3 – разбрасыватель; 4 – измельчитель;

5 – цепочно-планчатый транспортер; 6 – коромысло; 7 – шатун; 8 – храпо-

вое колесо; 9 – предохранитель; 10 – диск кривошипа; 11 – планка-скребок;

12 – цепь; 13 – лонжерон рамы; 14 – звездочка; 15 – ведущий вал; 16 – опо-

ра

Разбрасыватель РОУ-6М состоит из рамы с бортовым кузовом

1 и дышлом для присоединения к гидрокрюку трактора, балансир-

ной тележки с двумя парами пневматических колес. Разбрасываю-

щее устройство состоит из двух барабанов - разбрасывателя 3 и из-

мельчителя 4 с приводом 2 от ВОМ трактора через карданный вал и

редуктор. На полу кузова с надставными бортами имеется четырех-

ручейковый цепочно-планчатый транспортер 5 с натяжным устрой-

ством. Транспортер (рис. 8.4.б) состоит из четырех грузовых цепей

12, соединенных попарно планками-скребками 11. Транспортер

приводится в движение при помощи кривошипно-шатунного меха-

низма 6, 7, 10 и храповым зацеплением с колесом 8 и собачкой с

предохранителем 9 от ВОМ.

В процессе движения транспортер перемещает объем удобре-

ния в кузове к разбрасывающему устройству. Барабаны вращаются

навстречу потоку удобрений, при этом нижний измельчает слой и

подает удобрения на верхний барабан, который, вращаясь с большей

скоростью, подхватывает их и равномерно распределяет по полю.

Винтовая навивка на барабане от центра расходится к его концам,

поэтому ширина полосы разбрасывания превышает ширину кузова.

Положение диска 10 и скорость движения агрегата выбирается по

таблицам, составленным для органических удобрений с объемной

массой (средней плотностью) 0,8 т/м3. Грузоподъемность машины 6

т, ширина захвата 6-7 м, норма внесения 15-45 т/га

5

Для внесения минеральных удобрений и разбрасывания семян

сидератов применяются навесные разбрасыватели удобрений РУ-

0,4, НРУ-0,5, Л-116 или прицепные тракторные разбрасыватели

удобрений 1-РМГ-4, Л-415.

Разбрасыватели предназначены для сплошного внесения мине-

ральных удобрений в садах, питомниках, на полях.

Разбрасыватель НРУ-0,5 (рис. 4) состоит из рамы, бункера 4 в

виде усеченного конуса со встряхивающим устройством - ворошил-

кой 8, дозирующего устройства 10 с высевающим механизмом 11,

механизма привода 13, 14, 15 и разбрасывателя 12.

Рис. 4. Схема навесных

разбрасывателей удобрений: 1

– конический редуктор; 2 – вал

кривошипно-шатунного меха-

низма; 3 – коромысло рабочее

вещество; 4 – бункер; 5 – ры-

чаг дозатора; 6 – тент; 7 – сет-

чатый элемент; 8 – ворошилка;

9 – вибратор; 10 – дозирующее

устройство; 11 – высевающий

механизм; 12 – разбрасыва-

тель; 13 – редуктор разбрасы-

вателя; 14 – цепная передача;

15 – привод от ВОМ трактора;

16 - навесная система В бункере удобрения опускаются к высевающему аппарату.

При колебании высевающей планки удобрение далее поступает в

высевные щели и по направляющим лоткам попадает на два разбра-

сывающих диска 12, которые вращаются в противоположные сторо-

ны. Под действием центробежной силы сыпучее вещество отбрасы-

вается с дисков и рассеивается по поверхности поля. Норма внесе-

ния может составлять от 40 до 2000 кг/га.

Машины для полива. Искусственное орошение используется

также как средство против кратковременных заморозков, вместе с

поливной водой вносят удобрения, полив перед выкапыванием

обеспечивает хорошее отделение корневой системы и снижает веро-

ятность просыхания корневой системы посадочного материала.

6

Существует два способа искусственного увлажнения почвы –

поверхностное орошение и дождевание. Поверхностное орошение

применяется в районах постоянного, засушливого периода и заклю-

чается в подаче воды открытым способом по бороздам и канавам

или сплошным слоем.

Наибольшее распространение в питомниках получил полив

методом искусственного дождевания при помощи специальных ус-

тановок, при котором вода подается на поверхность почвы сверху, в

виде дождя. Одним из основных условий эффективности примене-

ния дождевания является соблюдение правильного соотношения

между поливной нормой, интенсивностью дождя и влаговпиты-

вающей способностью почвы.

Интенсивность дождевания (q), - количество воды в литрах,

выпадающее на 1 м2орошаемой площади в течение 1 мин, не должна

превышать влаговпитывающей способности (q΄) почвы. В против-

ном случае будет происходить нарушение структуры почвы и обра-

зование на поверхности луж. Кроме того, на качество дождевания

влияет размер капель дождя. При слишком крупно капельном поли-

ве происходит уплотнение поверхности почвы и при высыхании

сверху образовывается корка, что приводит к необходимости обяза-

тельной культивации после полива.

Влаговпитывающая способность зависит от механического со-

става почвы и характеризуется данными: для песчаных почв – 1,5;

супесей – 1,0; легких суглинков – 0,8; средних суглинков – 0,6 и тя-

желых суглинков – 0,2 л/мин на 1 м2. Почвы различного мех. состава

могут впитывать и удерживать в своем объеме разное количество

воды (песчаные – до 100, а суглинки ≈ 400 л/м3).

Необходимая глубина увлажнения в лесных питомниках со-

ставляет от 0,1 м в период появления всходов и до 0,3 м в период

выкопки посадочного материала. В каждом конкретном случае глу-

бина увлажнения определяется фазами развития растений и их по-

родным составом.

Норма разового полива – количество воды, которое следует

подавать на поверхность орошаемой площади в течение работы до-

ждевальной установки на одной позиции. Эта норма зависит от поч-

венных условий и глубины смачивания почвы, см. табл. 1.

7

Для дождевальных установок средняя интенсивность дождя q

в мм/мин на 1 м2 определяется из выражения:

F

Qq

60 , (1)

где Q – расход воды дождевальной установкой, л/с; F – площадь полива с одной

позиции, м2.

Таблица 1. Норма полива q1, м3/га (мм)

Почва Глубина увлажняемого слоя, см

10 20 30

песчаная 60(6) 110(11) 170(17)

супесчаная 100(10) 150(15) 230(23)

легкосуглинистая 130(13) 270(27) 360(36)

среднесуглинистая 170(17) 290(29) 430(43)

тяжелосуглинистая 190(19) 310(31) 470(47)

Время нахождения дождевальной установки на одной позиции

или время разового полива определяется нормой полива (дождева-

ния) q1 и интенсивностью дождя q:

q

qt 1 . (2)

Пример: поливная норма должна быть 15 мм (150 м3/га) дождеваль-

ной установкой, обеспечивающей интенсивность полива 0,75 мм/мин. То-

гда на каждой позиции продолжительность полива составит: t = 15:0,75 =

20 мин.

Общее устройство дождевальных машин. Дождевальные

установки бывают стационарные, передвижные и полу стационар-

ные. По дальности подачи воды: на дальне- R>60 м, средне- R=20-30

м и короткоструйные до 10 м.

Стационарные – обслуживают площадь вокруг установки в

соответствии с ее производительностью подачи воды и дальностью

выброса водяной струи. Позволяют полностью автоматизировать

процесс полива, так как устанавливается на весь сезон полива.

В комплект оборудования входят: автономные, насосные

станции, комплект напорных трубопроводов, всасывающие и на-

порные резинотканевые трубопроводы (рукава) и дождевальные на-

садки и аппараты (рис. 5).

8

Рис. 5. Дождевальные насадки: а – вращающаяся струйная: 1 – манжета; 2

– стакан; 3 – втулка; 4 – масленки; 5 –

корпус; 6 – ствол; 7 – коромысло; 8 –

пружина; 9 – шплинт; 10 – ось коромысла;

11 – гайка; 12 – пружинная шайба; 13 –

лопатка; 14 – отражатель; 15 – винт; 16 –

насадка; 17 – прокладка; б – неподвижная

дефлекторная: 1 – стояк; 2 – корпус; 3 –

дефлектор; 4 – ножка

Дождевальные насадки распределяют воду в виде дождя по

орошаемой поверхности. Различают веерные и струйные насадки.

Веерные, щелевые или дефлекторные, насадки создают поток воды

в виде тонкой пленки (неподвижно) на всю площадь. Струйные же –

создают направленный поток в виде осе симметричной струи или

нескольких струй. Как правило, они вращающиеся, последовательно

орошают всю прилегающую зону. На рис. 1 представлены вращаю-

щаяся и неподвижная насадки дождевальных установок.

Круговые вращающиеся дождевальные аппараты (а) приме-

няются на среднеструйных установках и имеют радиус захвата до 25

м и частоту вращения до 60 об./мин. Вращение ствола осуществля-

ется за счет энергии потока воды. Струя, обтекая дефлекторное уст-

ройство, находящееся на переднем конце коромысла, стремится вы-

толкнуть его в сторону. Под действием этого толчка коромысло по-

ворачивается на угол около 1200, закручивая при этом пружину 8.

Затем пружина, раскручиваясь, возвращает коромысло в исходное

положение, пока опять не соприкоснется со струей. В результате

возникает реактивная сила, которая поворачивает корпус дожде-

вального аппарата.

В неподвижных насадках, которые устанавливаются на корот-

коструйных установках, струя воды проходит через конусное отвер-

стие (сопло) и, отражаясь от дефлектора (отражателя) выходит в ви-

де тонкой пленки, которая распадается на мелкие капли и равномер-

но покрывает зону с радиусом действия 5 м.

Для дождевания в лесных питомниках наибольшее распро-

странение находили машины: дальнеструйный навесной дождева-

9

тель ДДН-70, комплект оборудования ирригационный КИ-50 «Раду-

га», дальнеструйные дождевальные аппараты ДДН-100.

Германской фирмой BEINLICH изготавливается серия дожде-

вальных машин MONSUN, принцип действия которых заключает-

ся в подаче воды насосом, приводимым в действие от ВОМ трактора

или дизель агрегата, из водоема или другого источника на расстоя-

ние до 3 км.

Перемещение стойки с распылительной штангой или дожде-

вальным аппаратом (пушкой) по орошаемому полю к барабану

обеспечивается за счет напора воды, приводящего в движение гид-

ротурбину, которая вращает барабан и наматывает на себя предва-

рительно размотанный гибкий поливочный трубопровод, длина ко-

торого может достигать 700 м, в зависимости от диаметра (постав-

ляется по заказу). Наиболее перспективными с точки зрения исполь-

зования для полива территории лесных питомников являются

«Монсун примус» 1600 и «Пиколо» Р-2К.

Производительность установок в зависимости от интенсивно-

сти полива до 1,2 га/ч.

Установка дождевальная барабанного типа УД – 2500, см.

табл. 2 и рис. 6 может работать от гидранта закрытой оросительной

сети, автономной дизель-насосной станции или водяного насоса, ус-

тановленного возле водоема и приводимого в действие через кар-

данный вал с помощью ВОМ трактора. Вода подается на гидропри-

вод установки с давлением не ниже 2 атм. От напора нагнетаемой

воды турбина гидропривода приводится во вращение и через редук-

тор передает вращение барабану посредством цепной передачи. На

барабан может наматываться до 450 м полиэтиленовой трубы диа-

метром 90 мм, по которой вода подается непосредственно к дальне-

струйному аппарату (распылителю). Полиэтиленовая труба является

тяговым элементом, обеспечивающим перемещение распылителя.

10

а - из открытого водоема, б - от гидранта закрытой оросительной се-

ти: 1 – трактор; 2 – карданный вал; 3 –насосная станция; 4 – барабан-

машина; 5 – оросительная тележка с дождевальной пушкой; 6 – гидрант

в) г) в – в транспортном положении; г – в рабочем положении

Рис. 6. Дождевальная установка УД-2500

Таблица 2.Технические характеристики

Наименование параметра УД-2500 Monsun Primus 1600

Производительность, га/ч до 0,5…0,9

Скорость движения распылителя, м/ч 10-150 10-150

Расход воды, м3/ч до 50 до 30

Дальность подачи воды от водоема, км до 1,5 до 1,0

Рабочая ширина захвата, м до 90 до 90

Скорость сматывания полиэтиленовой трубы на барабан, а

значит и скорость перемещения механизма распыления (дождеваль-

ной пушки) по полю, может изменяться от 10 до 150 м/ч за счет на-

правления части потока воды от нагнетающего насоса мимо турби-

ны через обводную дросселирующую магистраль.

Выкопочные машины и орудия. Навесная выкопочная скоба

НВС-1,2 (рис. 7) предназначена для выкапывания сеянцев хвойных

и лиственных пород, а также низкорослых саженцев (хвойные поро-

ды, кустарники и ягодники). Состоит из сварной рамы с навесным

устройством, рабочего органа и двух опорных колес. Рабочий орган

выполнен в виде прямоугольной скобы, состоящей из двух верти-

11

кальных ножей-стоек и горизонтального ножа-лемеха. Для лучшего

крошения почвенного пласта к задней кромке лемеха приварены два

удлинителя желобчатой формы.

Рис. 7. Выкопочная скоба НВС-1,2: 1 – рама; 2 – опорное колесо; 3 –

навесное устройство; 4 – рабочий орган; 5 – опора; 6 – лемех; 7 – верти-

кальный нож; 8 – удлинитель; 9 – фиксатор; 10 – продолговатое отверстие;

11 – регулировочное отверстие

Глубина подкопки регулируется перестановкой по высоте

опорных колес, степень рыхления почвы – путем изменения наклона

лемеха скобы к горизонтальной плоскости (благодаря имеющимся в

ножах-стойках продолговатым отверстиям). Выкопочная скоба мо-

жет выкапывать сеянцы, размещенные не только на ровной поверх-

ности, но и на грядах. На легких почвах она работает в агрегате с

колесными тракторами МТЗ-80/82; на тяжелых – с тракторами

большей мощности.

Скоба PK/WK-1.2 (“METALTECH”, Польша) предназначена

для подрезания (PK) корней посадочного материала и выкапывания

(WK) посадочного материала в питомниках. Состоит из рамы,

сменных рабочих органов- скоб, регулировочного колеса, навесной

системы, рукоятки регулировочного колеса.

Рис.8. Скоба PK/WK-1.2

Масса скобяного подрезчика 145 кг, длина 1350 мм, ширина

1700 мм, высота 1150 мм. Ширина скобы 1230 мм. Максимальная

12

глубина подрезания корней-280 мм. Агрегатируется с тракторами

класса 9…14 кН.

Приспособление для подрезки корней ППК-1,2 к выкопоч-

ной скобе (рис. 9) предназначено для подрезки корневой системы

сеянцев по общепринятой технологии выращивания посадочного

материала.

Рис. 9. Приспособление ППК-1,2: 1 – стойка; 2 - нож

Также применяется для подрезки корневой системы при вы-

ращивании укрупненного посадочного материала без перешколива-

ния. Приспособление состоит из двух стоек и ножа, монтируется на

раме навесной выкопочной скобы НВС-1,2 вместо выкопочного ле-

меха. Ширина захвата 1,2 м. Глубина хода ножа 8…15 см, высота

обрабатываемых растений до 40 см.

Контрольные вопросы

1. Назовите способы внесения удобрений.

2. Приведите примеры машин для внесения удобрений.

3. Поясните сущность технологии производства компостов.

4. Назовите марки орудий и объясните сущность процесса

мульчирования.

5. Что такое норма разового полива?

6. Укажите устройство дождевальных машин.

7. Обоснуйте и осуществите выбор и орудия для подрезания

корневой системы посадочного материала.

8. Выберите орудие для выкопки сеянцев.