Использованием комбинированных машин, которые выполняют за один проход несколько операций, достигается увеличение производительности сельскохозяйственных агрегатов. Их применение снижает уплотнение и распыление почвы за счёт сокращения количества проходов агрегатов по полю. Сокращаются сроки проведения полевых работ с одновременным повышением их качества, снижаются производственные затраты (энергоёмкость снижается на 20-30%).
Комбинированные машины и агрегаты должны комплектоваться рабочими органами для осуществления тех операций, совмещение которых возможно во времени, не нарушая качества и сроков выполнения операций. Процессы обработки почвы могут быть совмещены по следующим схемам: основой и дополнительной, основной либо предпосевной с внесением удобрений, предпосевной с посевом.
Комбинированные средства бывают трёх типов: агрегаты, в состав которых входит несколько однооперационных машин либо орудий (культиватор с боронами, плуг с катками и прочее); машины с несколькими однооперационными рабочими органами, которые заимствованы у простых орудий и смонтированы последовательно на одной общей раме (АКП-2,5; КПШ-8; ВИП-5,6; РВК-3,6); машины с многооперационными (комбинированными) рабочими органами (ротационные плуги, фрезы, игольчатые и конические бороны); комплексные (КФГ-3,6; КА-3,6 и прочее).
Примером комбинированного агрегата, который в своём составе имеет несколько однооперационных машин либо орудий и выполняет за один проход несколько технологических операций, служит агрегат представленный на рис. 1. В своём составе он имеет: плуг и приспособление для выравнивания и рыхления почвы, в которое входят кольчато-шпоровые диски (2), балластный ящик, а также диски-паковщики (3). Диски-паковщики создают большое удельное давление, разрезая крупные глыбы, и проникают в почву на глубину порядка 10-15 см, вследствие боковых сдвигов более глубокие слои почвы уплотняются. Комки, которые остались на поверхности, дробят диски (2) и выравнивают почву. Изменением массы балласта в ящиках регулируют глубину хода. Плуг и приспособление могут быть использованы как по отдельности, так и в составе агрегата.
Рис. 1. Комбинированный пахотный агрегат.
А) – Технологическая схема работы, Б) – общий вид приспособления ПВР-2,3 к 4-6-корпусным плугам, В) – схема присоединения приспособления ПВР-3,5 в пахотном агрегате, 1) – Плуг, 2) – Кольчато-шпоровый диск, 3) – Клинчатый диск-паковщик, 4) – Опорный диск, 5) – Цепь, 6) – Балластный ящик, 7) – Трактор.
Примером технического агрегата второго типа является фронтальный плуг, снабжённый опорно-рыхлительно-выравнивающим катком, который имеет шарнирно-упорное крепление к раме плуга. Шарнирно-упругое соединение делает лёгкий планчатый каток неотъемлемой частью плуга, каток при этом одновременно выполняет функции опорного (вспомогательного) и рабочего органа. На свои рабочие органы он воспринимает вертикальную составляющую реакции почвы и часть силы тяжести плуга и применяет их для полезной работы – рыхления комьев и выравнивания поверхности поля, что позволяет предотвратить образование «плужной подошвы». Регулировка давления катка на поверхность почвы производится пружиной.
Комбинированные технические средства, используемые для предпосевной обработки почвы, в основном в своём составе имеют однооперационные рабочие органы, сформированные в разных сочетания.
Во время работы рыхлителя-выравнивателя-катка рис. 2 происходит рыхление почвы пружинными лапами первого ряда (1), а также сдвигание глыб в междурядья, откуда они попадают под диски разреженного катка (2), подвергаются разрушению и вдавливанию в почву. Пружинные лапы (3) второго ряда производят рыхление почвы в междурядьях лап первого ряда. За выравнивание поверхности почвы отвечает подпружиненный брус (4), а за её равномерное уплотнение – сплошной кольчато-шпоровый каток (5). Подобные комбинированные агрегаты с различной шириной захвата (РВК-3,6, РВК-5,4, РВК-7,2) применяются для тракторов тяговых классов 3-5 соответственно.
Рис. 2. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат РВК-3,6.
А) – Общий вид; Б) – Рабочие органы агрегата; 1) – Первый ряд пружинных культиваторных лап; 2) – Разреженный кольчато-шпоровый каток; 3) – Второй ряд пружинных лап; 4) – Подпружиненный выравнивающий брус; 5) – Сплошной кольчато-шпоровый каток.
В процессе работы выравнивателя-измельчителя почвы ВИП-5,6 (рис. 3) комья и глыбы почвы (которые также скапливаются перед выравнивателем (5)) разбивают игольчатые диски мотыги (4), а измельчением оставшихся комков и уплотнением поверхности почвы занимается кольчато-зубчатый каток (7). Глубина рыхления игольчатой мотыгой регулируется изменением положения опорного колеса (3) относительно рамы секции, а изменением натяжение пружины (6) изменяют качество выравнивания. Аналогичную схему компоновки (но в единой раме) имеет каток КЗК-9. Данные машины используются для подготовки под посев льна и мелкосеменных культур.
Рис. 3. Выравниватель-измельчитель почвы ВИП-5,6.
А) – Общий вид; Б) – Схема одной секции машины; 1) – Сница; 2) – Винт регулировки глубины обработки почвы; 3) – Опорное колесо; 4) – Игольчатая мотыга; 5) – Подпружиненный брус; 6) – Пружина выравнивателя; 7) – Кольчато-зубчатый каток.
На рисунке 4 показаны схемы других технических средств, используемых для предпосевной обработки почвы. Культиваторы со шлейф-балками (1) (рис 4, А), прутковыми катками (8) и пружинными зубьями (5) применяются для почвенной обработки на глубину 6-12 см с одновременным дроблением комьев почвы и выравниванием поверхности. Вместо прутковых катков на тяжёлых влажных почвах используют пружинные боронки.
Рис. 4. Схемы комбинированных агрегатов.
А) – Модульно-блочный культиватор; Б) – Агрегат АКП-2,5; В) – Почвообрабатывающий посевной агрегат КА-3,6; 1) – Шлейф-балка; 2) – Навеска; 3), 4) – Механизмы подъёма боковых секций; 5) – Пружинный зуб; 6) – Рама; 7) – Нажимная пружина; 8) – Каток; 9) – Дисковая батарея; 10) – Плоскорежущие лапы; 11) – Выравниватель; 12) – Каток; 13) – Балластный ящик; 14) – Фрезерный барабан; 15) – Защитный фартук; 16) – Сеялка; 17) – Прикатывающее устройство.
Комбинированный агрегат АКП-2,5 (рис. 4, Б) используется для послойной обработки почвы под озимые и повторные культуры без оборота пласта. Агрегат выполняет следующие операции: рыхление почвы, подрезание сорняков и пожнивших остатков, выравнивание и прикатывание. На раме (6) агрегата расположены три секции дисковых батарей (9) и три плоскорежущие лапы (10). К задней балке агрегата шарнирно крепят кольчато-шпоровый каток (12). Борону-волокушу-выравниватель (11) устанавливают под прицепным устройством катка. Изменением массы балласта (13) и положения двух опорных колёс катка регулируют глубину обработки плоскорежущих и дисковых рабочих органов.
Комбинированный агрегат КА-3,6 (рис. 4, В) применяется для выполнения за один проход таких операций как: предпосевная обработка тяжёлых почв; посев зерновых, зернобобовых либо крупяных культур; внесение минеральных удобрений, а также прикатывание почвы. В состав агрегата входят: навесной культиватор-глубокорыхлитель КФГ-3,6, сцепное устройство, зернотуковая сеялка (16), прикатывающее приспособление, следоуказатель.
Модульно-блочные культиваторы МБК-5,4 и МБК-4 (принципиальная схема показана на рис. 4, А) предназначаются для глубокого рыхления, а также для мелкой предпосевной обработки лёгких и средних (по гранулометрическому составу) почв. Ими проводят обработку стерневых фонов, подготовку пласта многолетних трав к вспашке, а также безотвальную обработку заплывающей зяби. Для этих целей машина комплектуется нижеперечисленными рабочими органами: рыхлительными лапами (ширина 10 мм), которые необходимы для резания дернины многолетних трав непосредственно перед вспашкой (на глубину до 10 см); рыхлительными лапами (ширина захвата 65 мм) для глубокого рыхления зяби (до 25 см); отвально-рыхлительными лапами (ширина захвата правых и левых отвальщиков – 75 мм) для заделки в почву (на глубину до 15 см) минеральных и органических удобрений; стрельчатыми лапами (ширина захвата 70 и 150 мм) для обработки паров и пашни (на глубину 6-12 см).
Рабочие органы культиваторов МБК монтируют на раме в следующей последовательности: регулируемая по высоте шлейф-балка (выравниватель); четыре ряда пружинных стоек (снабжены сменными рабочими органами); роторная борона в виде одного либо двух спаренных катков на подпружиненных поводках. Заглубление/выглубление рабочих органов, а также перевод культиватора в транспортное положение и обратно производится посредством гидравлической системы через приводные валы, на которых смонтированы колёса с пневматическими шинами. Изменением длины центральной тяги регулируют глубину хода рабочих органов.