Использование в сельском хозяйстве. От конных косилок до современности
Сельскохозяйственные косилки. История. Виды. Назначения
Мы решили рассказать о появлении первых конных косилок и о совершенствовании режущего аппарата до современных образцов. Обозначили сферы применения сельскохозяйственных косилок, а также их особенности. Разобрали устройства на примере существующих изделий.
История появления сельскохозяйственных косилок
Упоминания о скашивании и сушке травы на корм встречаются еще в библейские времена. Однако вплоть до конца 18 века процесс ручного скашивания оставался практически неизменным.
До этого в Англии произведено несколько примитивных жатвенных машин. Ни одна из них, из-за невысоких пользовательских характеристик, не смогла стать достаточно популярной. В то время трудно было произвести чёткое разделение между жаткой и косилкой, т.к. английские термины «жать» и «косить» были взаимозаменяемыми. В ранних патентах изобретатели часто указывали в назначении «машины для жатвы и скашивания».
Тем не менее, прообраз современного режущего аппарата по принципу ножниц был предложен в Р. Мейером, получившим на него в 1800 году патент в Англии.
Джеремайя Бейли, округ Честер, Пенсильвания, запатентовал косилку (или газонокосилку) в феврале 1822 года. Оно поддерживалось двумя колесами на разных осях и, как говорили, было способно косить 10 акров (1 акр приблизительно составляет 4000 квадратных метров) в день. Первый патент на конную косу был получен в 1824 году Дж. Уодсвортом и Портсмутом Р.И.
К 1831 году несколько изобретателей разработали косилки, использующие различные методы среза корма. В них применялись вращающийся барабан с лезвиями, вращающийся диск с ножевыми кромками и механические ножницы. Ни одна из них не отвечала в полной мере предъявляемым требованиям.
В 1833 году Обэд Хасси из Цинциннати усовершенствовал конструкцию 1831 года Уильяма Мэннинга из Плейнфилда, штат Нью-Джерси, создав то, что в конечном итоге получило название серповидной косилки (sickle mower – в СССР принято название сегментно-пальцевые). Принципы конструкции Хасси стали основой для последующего развития косилки.
Удачными косилки оказались благодаря совершенствованию идей Майера в конструкции режущего аппарата и были представлены почти одновременно Гуссем и Маккормиком.
 |
|
1- неподвижный брус с пальцами, 2 - подвижный брус с сегментами, 3 - палец, 4 - сегмент |
Оба аппарата, несмотря на недостатки, очень напоминали современные: режущие сегменты были закреплены на подвижной полосе (спинке) и скользили в прорезях неподвижных пальцев.
Затем начался период совершенствования. Наконец, произошло разделение косилок и жаток. Ранее жатки и косилки не выделялись в разные группы техники (из-за лингвистических особенностей см. выше).
Сайрус Маккормик и Хасси сконструировали косилки вокруг серповидной штанги, которая имела зубья и перемещалась вперед-назад горизонтально. Косилка McCormick опиралась на одно широкое основное колесо, которое вращалось и передавало движение режущему аппарату. Проволочные пальцы (или щитки) перед лезвием помогали удерживать хрупкие стебли вертикально перед режущим аппаратом. Лошади, используемые для приведения в действие машины, ходили позади или рядом с перекладиной. В первой конструкции Маккормика лошади находились позади косилки, что оказалось неудачным решением. В следующем варианте лошади размещались рядом с косилкой.
Машина Хасси опиралась на два колеса и каток, что позволяло лошадям идти рядом с перекладиной. В его конструкции отсутствовал каток, используемый в модели Маккормика, но косилка Хасси была более эффективной. Оно имело 21 стрельчатый зуб, прикрепленный к плоскому железному стержню, и сиденье для водителя. Схема работы косилки McCormick предполагала, чтобы оператор шел рядом.
К 1856 году Вуд разработал усовершенствованную косилку. Его конструкция была первой, в которой использовалась закрытая передача, что создало “явное преимущество в продлении срока службы машины”, - пишет К.Х. Вендел в Энциклопедии американского сельскохозяйственного инвентаря и антиквариата.
|
|
Фото из статьи "Техническая оснащенность сельского хозяйства" |
Стоит отметить, что Сайрус Маккормик, сосредоточившись на жатках, не сумел создать популярной косилки, и его машины не занимали существенной доли в общем производстве косилок в Америке вплоть до 1908 года.
В период между 1893 – 1911 годами компания Уильяма Диринга выпустила целую линейку косилок Ideal Plain Lift, Ideal Giant, Ideal Vertical Lift, Ideal 1-Horse Plain Lift и Ideal 1-Horse Vertical Lift. А в период с 1886 по 1915 Сайрус Маккормик представил новую линейку косилок New 4 Mower, New Big 4 Mower and Vertical Lift Mower
12 августа 1902 года была создана International Harvester Co. В неё вошли McCormick Harvesting Machine Co., Deering Harvester Co., Plano Harvester Co., Milwaukee Harvester Co. и Warder, Bushnell & Glessner Co. Сайрус Х. Маккормик-младший был назначен президентом правления, а Чарльз Диринг - председателем.
С 1911 года линейка косилок получила названия McCormick-Deering.
|
|
Small Farmer's Journal |
В России попытки создать жатвенную машину по времени приблизительно совпадают с американскими. В 1810 году русский изобретатель В.А. Левшин построил жатвенную машину с подвижными серпами, которая оказалась неудачной. Распространение получили косилки с режущим аппаратом по типу ножниц.
В России первую сенокосилку изобрел наш соотечественник, крестьянин - Хитрин Андрей Несторович. Родился Андрей Несторович в деревне Ярок, Нолинского уезда (ныне Немский район Вятской области). Увидев в детстве часы, он очень захотел их создать своими руками. Часы Хитрина были из дерева и не обладали точностью, но были вполне рабочими. Прослышав о талантливом механике-самоучке в 1852 году к нему явился чиновник из Нолинска и отобрал несколько изделий для Московской выставки общества сельского хозяйства. Хитрин получил бронзовую медаль и 10 рублей серебром. В том же году он создал модель сенокосной машины. Через два года действующая модель вместе с другими его работами демонстрировалась на выставке в Вятке. Несмотря на всеобщее одобрение и несколько публикаций, поддержки Андрей так и не получил. А через 4 года подобную сенокосилку запатентовал американец Аллен.
«Журнал сельского хозяйства» прямо сопоставлял работы Хитрина и Аллена: «Машина эта весьма похожа на изобретённую Алленом, так же действуют ножи в виде равнобедренных треугольников, приводимые в движение двумя ходовыми колёсами: с помощью блока и верёвки вращаются крылья, сбрасывающие подрезанную траву на бесконечное полотно, скидывающее её в бок. Жаль только, что идея Хитрина, предшествующая Аллену, не сделалась достоянием общим для всех…».
Стоит отметить, что подобная участь постигла и многих других русских изобретателей. Например, комбайны А.Р. Власенко и М. Глумилина. Даже несмотря на то, что комбайны имели в 8 раз большую производительность, чем жатки Маккормика, государственные чиновники остались к ним полностью равнодушными.
На гравюре ниже изображена сенокосилка Аллена.
|
|
oldgravura.ru |
Судя по гравюре, косилка Аллена представляла собой конкурентное изделие по отношению к косилке Мак-Кормика.
После отмены крепостного права в 1861 года спрос на орудия сельскохозяйственного труда существенно возрос. В 1882 году косилки отечественного производства были представлены на промышленной выставке в г. Москве.
|
| Фотография |
Конструкция косилок совершенствовалось, но, принципиально они оставались без изменений где-то до 1930х, т.е. до того момента, когда лошади стали заменяться тракторами.
В СССР конная косилки выпускались с 1930х годов на Ростсельмаше, а с 1949 года на Люберецком заводе им. А.В.Ухтомского. Заводы выпускали косилки под марками К1001А, а последствии - КТ-1,4.
|
|
ОБУК «Курский областной краеведческий музей» |
С распространением тракторов, оснащенных валом отбора мощности, стали появляться косилки с механизмом, отличным от сегментно-пальцевого.
В 1964 появилась первая косилка-кондиционер Haybine (в настоящий момент, бренд принадлежит New Holland), став первой машиной, которая объединила отдельные задачи по скашиванию и кондиционированию в единый процесс. Устройство Haybine 460 Mower conditioner было оборудовано сегментным режущим аппаратом, мотовилом и вальцевым плющильным аппаратом.
В 1967 году компания KUHN вывела на рынок косилки с овальными дисками модели GMD 4. Cтановится возможным постепенное увеличение скорости работы, снижен риск забивания посредством лучшего прохождения скашиваемой массы через косилочный брус, а механизаторы избавлены от рутинной работы по заточке пальцевых сегментов.
Также появлялись самоходные косилки, например, пользующиеся большим спросом в СССР и после его распада самоходные косилки-плющилки из ГДР Fortschritt E303 и многие другие. Однако их уже можно отнести к изделиям современности.
Назначение сельскохозяйственных косилок
Косилки можно разделить на две основные группы в соответствии с целевым назначением:- Получение растительной массы для последующего использования для корма скоту;
- Удаление нежелательной растительности. Частным случаем, такого использования является обкос обочин и откосов дорог, с помощью дорожных косилок.
|
- Скашивание травяной массы и укладывание её в прокос или в валок с целью последующей сушки.
- Скашивание с плющением (кондиционированием). При скашивании твердостебельных трав (клевер, люцерна и др.) без плющения полученное сено будет либо с пересушенными листьями, либо с недосушенными стеблями. Чтобы решить эту проблему применяется плющение стеблей путем их прохождения между вальцами или штифтовыми барабанами. При работе бильного кондиционера происходит воздействие на растения с помощью ударов. Стебель при этом ломается в нескольких местах, восковой слой стесывается, и таким образом увеличивается испарение влаги.
- Измельчение. Если производство сена (сенажа) не требуется, а конечным продуктом является измельченная растительная масса, то появляется потребность в косилках-измельчителях. Другой вариант, когда измельчённую массу оставляют в поле с целью последующей запашки. Также измельчание может использоваться и для того, чтобы избавиться от необходимости вывоза скошенной массы в том случае, если скашивание и есть основная цель.
- В прокос – укладывание травяной массы по всей ширине захвата косилки. Используется при мощном травостое с высокой урожайностью. Меньшая толщина слоя травяной массы позволяет избежать подгнивания в нижней части слоя.
- В валок – при скашивании травяная масса собирается по центру ширины захвата косилки, образуя валок. При этом воздействию прямых солнечных лучей (ультрафиолета) подвержена только верхняя часть валка, при этом оставшаяся часть валка позволяет сохранить полезные питательные вещества без их разрушения. Максимальная урожайность для скашивания в валок должна составлять не более 150 ц/га.
Сено, сенаж и силос
Прежде чем описывать разницу в использовании косилок для кормозаготовки и их функционала, необходимо чётко различать разные виды корма:
- Сено - грубый корм, полученный в результате обезвоживания скошенной травы воздушно-солнечной или искусственной сушкой до влажности 17%. Сушка должна быть проведена так, чтобы сено было зелёного цвета, с хорошим ароматом, с минимальными потерями листьев и соцветий.
- Сенаж - корм, приготовленный из трав, собранных в ранние фазы вегетации, провяленных до влажности 45 - 55% и сохраняемых в анаэробных условиях. Консервирование сенажа достигается в результате недостаточного содержания воды в провяленных растениях для большей части бактерий. Растительные клетки некоторое время продолжают свою жизнедеятельность, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Углекислый газ, заполняя пустоты между растительными частицами, препятствует развитию плесневых грибков. Таким образом, углекислый газ является консервантом.
- Силос - корм, приготовленный из свежескошенной или подвяленной зелёной массы, влажностью 60-80%, законсервированной в анаэробных условиях органическими кислотами, образующимися в результате жизнедеятельности бактерий. В основе силосования находится процесс молочно-кислого брожения. В отличие от приготовления сенажа, при силосовании молочно-кислое брожение протекает более интенсивно, корм подкисляется в большей степени.
Использование косилок при производстве сена
|
|
Фотография из свободных источников. |
В зависимости от урожайности травостоя и погоды его скашивают в прокос или в валок.
Ширина последнего определяется указанными факторами с таким расчетом, чтобы обеспечить наиболее быструю равномерную сушку массы без осыпания листьев и бутонов.
Главное при заготовке сена — создать условия для быстрого удаления влаги из скошенной массы и инактивации ферментных систем за счет обезвоживания и денатурации белков.
Для получения качественного сена, первым делом, необходимо правильно выбрать срок и способ скашивания травостоя с учетом его ботанического состава и погодных условий.
Например, при скашивании травостоя в фазе бутонизация — колошение влажность массы составляет 75…85 %, а в фазе начало цветения — полное цветение — 65…70 %. Столь существенное различие в обводнённости сказывается на продолжительности сушки и, следовательно, на вероятности попадания скошенной травы под дождь, который не только вымывает питательные вещества, но и активизирует действие ферментов и гидролитических процессов.
Сильная обводнённость и большая влагоудерживающая способность тканей молодых растений затрудняют уборку в ранние фазы, поэтому в хозяйствах часто скашивание на сено начинают позднее по сравнению с другими способами консервирования.
Одним из наиболее эффективных способов ускорения сушки бобовых и бобово-злаковых трав является скашивание с одновременным плющением. Плющение позволяет не только ускорить сушку, но и обеспечить равномерность подсыхания листьев и стеблей, уменьшить тем самым потери первых. При этом обеспечивается единовременность подсыхания злаков и бобовых, без плющения первые пересыхают. Благодаря плющению скорость влагоотдачи бобовых почти достигает темпов испарения влаги у злаков. Плющение позволяет получить более стабильное, хорошо хранящееся сено.
При дождливой и неустойчивой погоде травы плющить нецелесообразно, так как расплющенные растения больше набирают влагу и из них быстрее вымываются питательные вещества.
Другим немаловажным моментом при заготовке сена является выбор способа скашивания травостоя: в валки или в прокосы. В прокосах трава быстрее высыхает, однако при этом она подвергается сильному воздействию ультрафиолетовых лучей. Кроме того, листья пересыхают, осыпаются, что приводит к потере наиболее ценной части урожая. При низкой урожайности лучше скашивать траву сразу в валки. Массу в прокосах провяливают до влажности 50…55 %, а затем досушивают в валках.
При формировании крупных валков сразу же при скашивании, когда урожайность зеленой массы превышает 12…15 т/га, сушка слоев валка неравномерна. Верхние слои высыхают быстрее, а нижние почти не теряют влагу. При этом в нижних слоях происходит обесцвечивание и плесневение растительной массы, в том числе из-за контакта с почвой. В связи с этим возникает необходимость либо скашивания в прокосы с последующим формированием валков, либо ворошения и вспушивания валков. Эти операции следует начинать как можно раньше, что позволит поднять массу на стерню, вспушить ее и улучшить вентиляцию провяливаемого валка. Запаздывание с ворошением приводит к потере листьев.
Наиболее быстро просушивается трава после плющения и ворошения. Потери сухого вещества при этом уменьшаются на 10…15%.
Использование косилок для приготовления силоса
|
|
Что такое силос? https://krupnyj-skot.ru/ |
Многолетние злаковые травы следует убирать в фазе выхода в трубку, начала колошения, для бобовых — в фазе бутонизации. В этот период оптимальное содержание сырой клетчатки в 1кг сухого вещества (СВ) растений (22%). Задержка с началом уборки, с одной стороны, приводит к увеличению урожайности зелёной массы и валового объёма энергии и протеина с единицы площади, с другой стороны, снижает качественные показатели в 1 кг СВ корма: увеличивается содержания сырой клетчатки, лигнина, снижается концентрация обменной энергии (ОЭ) и сырого протеина (СП) и, как следствие, снижается поедаемость корма, его усвояемость.
Питательные вещества, потерянные из-за задержки начала уборки, нельзя восполнить последующими операциями. Иногда из-за погодных условий (слишком жарко, слишком холодно) растения не набирают необходимую массу. Однако их физиологическое развитие проходит нормально. Что делать? Косить или ждать, пока нарастёт масса? Ответ однозначный — косить! Приоритет необходимо отдать качеству в ущерб количеству. Следующая вегетация растений даст новый урожай с высокой концентрацией энергии. В результате мы не потеряем ни объём, ни качество.
В зависимости от вида растений и погодных условий используются два способа скашивания.
- Первый способ — скашивание с одновременным измельчением кормоуборочными комбайнами и загрузкой измельченной массы в транспортные средства. Этот способ применяют во влажную неустойчивую погоду, делающую невозможным провяливание растительной массы, а также при силосовании таких культур, как кукуруза, подсолнечник, сорго, топинамбур, бобы, люпин, злаковые травы с содержанием сухого вещества не менее 20 %. При этом, обязательно вносится бактериальная закваска. Другой случай – уборка в особо жаркие дни, когда провяливание уже не нужно.
- Второй способ — скашивание трав с повышенным содержанием белка и влаги в валки. Затем растительную массу провяливают до влажности 60…70 % (содержание сухого вещества 35-40%). Провяливание высокобелковой массы, особенно бобовых трав, сопровождается изменением соотношения гнилостной микрофлоры и молочнокислых бактерий в пользу последних. Провяленную массу подбирают, измельчают и подают в транспортные средства с помощью косилок-измельчителей или кормоуборочных комбайнов, снабженных подборщиками.
Особенности скашивания для производства сенажа
Скашивание на сенаж бобовых трав необходимо проводить в фазе бутонизации (т.к. общий сбор переваримых питательных веществ будет выше в фазе бутонизации), не позднее начала цветения, а злаков — в фазе выхода в трубку — начала колошения. Раннее скашивание позволяет получить несколько укосов. В условиях мягких зим Северного Кавказа наилучшие результаты получают при уборке люцерны второго и третьего годов жизни в начале бутонизации, в условиях Московской области — в фазе полной бутонизации — цветения.Травы на сенаж скашивают сразу в валок (при урожайности зеленой массы менее 15 т/га и в южных районах) или в прокосы косилками и косилками-плющилками. Для равномерного и быстрого провяливания в районах с умеренным климатом валки формируют шириной 1,2…1,25 м, масса свежескошенной травы — 4,5 кг на 1 м валка; если масса больше, ширину валка увеличивают. В южных районах масса травы при ширине валка 1,2…1,25 м может достигать 6…7 кг на 1 м валка.
Применение косилок с кондиционированием ускоряет провяливание массы и подбор валков можно начинать в тот же день.
Провяливание длится обычно 3…8 ч. Если урожайность высокая (более 20 т/га), после скашивания травы в валки их обязательно через 2…3 ч переворачивают, используя боковые грабли или специальные оборачиватели валков. Плющение ускоряет провяливание на 25…30 %. Нельзя плющить траву при скашивании ее во второй половине дня, так как во время обильной росы плющеные растения набирают 7…10 % влаги, а неплющеные — только 4…5 %, во время дождя эти показатели увеличиваются в 2 раза.
Результаты производственной проверки показали, что массу можно начинать подбирать и измельчать при влажности 60…65 %, особенно в хорошую погоду. Лучшие результаты получают при измельчении массы до размера 15 мм.
Обкос откосов и обочин дорог
Любая дорога – сложное с технической точки зрения сооружение. И дело не только в качестве ее покрытия, толщине уложенного асфальта или структуре подложки, но и в обустройстве полос отвода. Деревья и кустарники защищают проезжую часть от порывов ветра, препятствуют попаданию снега и песка на дорожное полотно. Кроме того, зеленые насаждения – это отличный противошумный барьер, который ко всему прочему еще и поглощает углекислый газ, содержащийся в выхлопе автомобилей. Однако за всем этим зеленым хозяйством требуется постоянный уход.Не скошенная своевременно растительность на обочине и в полосе отвода задерживает влагу. Из-за этого происходит чрезмерное насыщение дорожной насыпи водой. И если жарким летом это не имеет значения, то зимой накопленная вода замерзает, увеличивается в размерах, и дорожное покрытие разрушается. Чтобы этого не происходило, необходимо вовремя скашивать траву и попутно обрезать чрезмерно разросшийся кустарник, ветки деревьев и сучья, направленные в сторону дороги.
Законом установлены нормы, в соответствии с которыми траву на придорожных территориях специально высаживают и косят минимум два раза в год: первый – до цветения и второй – примерно за месяц до наступления первых заморозков, или же поддерживают ее высоту в пределах 15–25 см.
В настоящее время для этого используются дорожные версии косилок, а в случае отсутствия наклонных поверхностей (откосов), требующих окашивания, - их обычные (сельскохозяйственные) версии. Дорожная версия от сельскохозяйственной отличается только возможностью установки отрицательного угла наклона бруса к поверхности (обычно до 30 градусов).
|
|
Четыре тарелки по два ножа на каждой. (Фото взято из свободных источников в интернете) |
При всех недостатках наших обочин роторная косилка показывает себя достаточно эффективно, позволяя окашивать обочину с относительно высокой скоростью.
Другой вариант – дорожные косилки-измельчители (режущий аппарат молоткового типа). Эти косилки работают гораздо чище чем роторные. Однако скорость их работы гораздо ниже, а чувствительность к попаданию посторонних предметов – выше.
Наиболее удобно использование косилок с манипулятором, что позволяет достичь требуемого угла наклона дискового аппарата. Режущий аппарат может быть аналогичен как дисковым косилкам, так и косилкам-измельчителям.
|
|
https://www.mcconnel.com |
Классификация. Сегментно-пальцевые и дисковые косилки
Классификация косилок
Разделить косилки можно на следующие группы
1. По способу агрегатирования и навески
- a. Навесные
- b. Полунавесные и прицепные (включая конные косилки)
- c. Фронтальные (навешиваются спереди трактора)
- d. Боковой навески
- e. Самоходные
2. По типу режущего аппарата
- a. Сегментные (в том числе, сегментно-пальцевые)
- b. Ротационные косилки (В них можно выделить две подгруппы: дисковые косилки с режущим брусом, и, так называемые, барабанные косилки)
- c. Косилки-измельчители (молоткового или цепного типа)
3. По типу привода:
- a. От вала отбора мощности (ВОМ) трактора
- b. От гидромотора (гидропривод)
- c. От опорного колеса (характерно для конных косилок) – в настоящее время почти не используется
4. По назначению
- a. Сельскохозяйственного назначения
- b. Дорожные
Группировка по назначению весьма условна и «дорожная» косилка, например, КРН-2,1Д, или Л-501Д, может использоваться в сельском хозяйстве, а, например, «сельскохозяйственная» КДН-210 – для благоустройства примыкающей к проезжей части территории.
Поэтому отметим косилки, обладающие специфическими функциональными возможностями, рассматривая которые потребитель, как правило, и принимает решение о приобретении того или иного изделия.
- Манипуляторные косилки (косилки «удочки»). Как правило, это дорожные косилки, позволяющие окашивать откосы дорог, каналы, барьерные ограждения дорог и т.п. Режущий аппарат молоткового или ротационного (многороторного типа)
- Дорожные косилки для окашивания откосов. Основным отличием является возможность отклонения режущего аппарата относительно горизонтальной поверхности. Отрицательный градус наклона может достигать 30 – 45 град. Нередко такие косилки используются и в сельском хозяйстве.
- Косилки с плющильным аппаратом или кондиционером. Как правило, это сельскохозяйственные косилки. Они позволяют оптимизировать процесс сушки у твердостебельных трав. Листья и стебли у твердостебельных культур после плющения высыхают практически за одинаковое время, а у злаковых ускоряется процесс сушки.
- Косилки-измельчители. Не только скашивают, но и измельчают травяную массу. Как правило, имеют устройство для погрузки измельчённой массы транспортное средство.
Особенности работы косилок с разным типом режущего аппарата
Сегментно-пальцевые косилки
Современные сегментно-пальцевые косилки не отличаются принципиально от своих собратьев 19 века, в западных источниках имеющих название серповидных (sickle mower). Конструктивная схема рабочего оборудования сегментно-пальцевой косилки с гидроприводом показана на рисунке.
|
Оборудование состоит из гидросистемы 1, системы управления 2 и 3, стрелы 4, режущего аппарата 5 с редуктором привода 6 и гидромотором 7. Для образования валка срезанной растительности режущий аппарат может быть снабжен полевым делителем 8. Оборудование навешивается на трактор посредством рамы 9.
|
Основой сегментно-пальцевого режущего аппарата является брус 1, к которому крепятся пальцы 2 с противорежущими ножами 8, защищенными режущими сегментами 7 пальца. Противорежущие ножи также называют противорежущими пластинами или вкладышами. Вдоль бруса установлена подвижная спинка 5 с прикрепленными к ней заклепками 6, режущими сегментами. Прижатие режущих сегментов к противорежущим ножам обеспечивают прижимы 4, упруго прикрепленные к брусу болтами 3. Спинка соединена с приводом и в процессе работы вместе с сегментами совершает возвратно-поступательные движения. Пальцы упорядочивают процесс резания и защищают режущие сегменты от крупных посторонних предметов.
Сегменты движутся с большой частотой (до 500 двойных ходов в минуту), вызывая сильные инерционные нагрузки в рабочем органе. Этого недостатка лишен сегментный двухножевой режущий аппарат, у которого нижняя и верхняя полосы (1 и 2 соответственно) с режущими элементами трапециевидной формы с малым основанием при вершине движутся синхронно в противоположных направлениях, взаимно уравновешивающие силы инерции.
|
|
4 – брус, 1 и 2 – верхняя и нижняя полоса с режущими элементами (3) трапециевидной формы, 5 – палец
Кроме того, он может работать с повышенными поступательными скоростями, что почти в 2 раза позволяет увеличить производительность косилки. Авторское свидетельство SU1431708 на двухножевой режущий аппарат было получено в 1981 году во ВНИИ Механизации сельского хозяйства
Привод аппаратов обеспечивается от ВОМ трактора или от гидромотора через планетарный либо кривошипно-шатунный механизм с различными вариантами конструкций трансмиссий.
Достоинства и недостатки косилок с сегментно-пальцевым аппаратом
Достоинства:
- Срез травы без дробления
- Низкая цена
- Небольшой вес. Необходимо энергосредство невысокой мощности. Начиная от мотоблока или лошади.
- Меньшая чувствительность к мелким камням
- Ремонтопригодность
Недостатки:
- Большая чувствительность к попаданию твердых предметов (кустарник, металлические прутья и прочее) в режущий механизм и неровному полю (муравейники).
- Стабильная работа только на травостое не гуще среднего
- При равной ширине захвата, меньшая производительность по сравнению с дисковыми ротационными косилками
- Сильная вибрация при одноножевом движущемся режущем аппарате
Ротационные (дисковые) косилки
|
|
|
Ротационные навесные косилки предназначены для скашивания высокоурожайных, в том числе и полеглых, сеяных и естественных трав на скоростях до 15 км/ч, с укладкой скошенной массы в прокос. Они могут быть использованы на сильно заросших участках, при скашивании грубостебельного травостоя и мелкого кустарника. Ширина захвата таких косилок, как правило находится в диапазоне 1,9 – 2,8 м. Косилки агрегатируют с колесными тракторами тяговых классов 0,9 и 1,4.
Рассмотрим работу дисковой косилки на примере косилки КРН-2,1 производства Завода Автотехнологий.
Косилка КРН-2,1 предназначена для скашивания высокоурожайных и полеглых трав на повышенных поступательных скоростях от 9 до 15км/ч с укладкой скошенной массы в прокос.
Благодаря высокой частоте вращения роторов (более 2300 об/мин) происходит тщательное скашивание травы без риска травмирования корневой системы культуры, что служит условием для сохранения лугов и повышает вероятность хорошего урожая при следующем укосе. В качестве рабочих органов косилки выступают четыре ротора с двумя скашивающими винтовыми ножами (так называемый нож «пропеллер») на каждом. Каждый из них оснащён пластинчатыми ножами, закреплёнными шарнирно. Траектории движения ножей соседних роторов взаимно перекрываются, поэтому покос обеспечивается максимально чистый и качественный. В движение роторы приводятся от вала отбора мощности трактора через кардан, обгонную муфту, клиноременную передачу, редуктор (кстати говоря, редуктор оборудован клапаном сброса избыточного давления) и шестерни роторов.
При наезде на невидимые в траве серьезные препятствия (камни, столбы и т.д.) режущий брус от критических повреждений спасает тяговый предохранитель. Работа защиты заключается в следующем: при наезде на препятствие срабатывает тяговый предохранитель и брус отворачивается назад, после преодоления данного препятствия навеска поднимается и под своим весом брус вместе с тяговым предохранителем возвращается в исходное положение, за счет этого предотвращается выход из строя режущего бруса. В отличие от других косилок, у которых защита от наезда на препятствие представлена «срезной шпонкой», нет необходимости тратить время на замену срезной шпонки, достаточно просто поднять навеску и брус возвращается в рабочее положение и косилка готова к работе.Надёжная, простая и удобная 3-точечная навеска сокращает затраты времени на агрегатирование косилки с трактором. А при небольшой массе самой косилки (485 кг) снижается нагрузка на тяговый агрегат и к тому же уменьшается расход топлива. Механизм уравновешивания представлен двумя спиральными пружинами, эффективно копирующими рельеф почвы. Как результат — получение стабильного, равномерного среза и минимизация засоренности скошенной массы.
Косилка КРН-2,1 за счёт режущего бруса особой конструкции, в состав которого входит полевой делитель, позволяет скашивать массу с укладкой в валок шириной до 1,6м. Скошенная травяная масса, ударившись о щиток полевого делителя, меняет траекторию движения, укладывается в покос и освобождает место для прохождения колёс трактора при заходе на следующий рядок.
К несомненному достоинству ротационной косилки КРН-2,1 относят съёмные роторы, благодаря которым, ремонт можно производить без разбора бруса. В стандартном исполнении на косилке устанавлены полозья, которые надёжно предохраняют режущий узел от ударов об инородные предметы.
Косилка КРН-2.1 спокойно и уверенно справляется с проведением покоса на участках с отрицательным уклоном поверхности до 30-ти градусов. Благодаря данной технической особенности косилка может быть использована для окашивания откосов дорог.
|
|
|
Рама трёхточечная 6; балка в сборе 3; механизм уравновешивания 2; редуктора в сборе 1; полевой делитель 10; предохранитель в сборе 8; механизм привода 7 (карданный вал, обгонная муфта, клиноременная передача, угловой редуктор); стойка центральная 4; гидрооборудование 5.
Технологический процесс работы
Срезание стеблей растений осуществляется с помощью пластинчатых ножей, шарнирно установленных на роторах, вращающихся со скоростью 65 м/с навстречу друг другу. Ножи срезают траву по принципу бесподпорного резания, подхватывают ее и выносят из зоны резания, перемещая над режущим брусом. Траектории движения ножей соседних роторов взаимно перекрываются, благодаря чему обеспечивается качественный прокос. Скошенная трава, ударившись о щиток полевого делителя, меняет траекторию движения, укладывается в прокос и освобождает место для прохождения колес трактора при последующем проходе.
Привод косилки осуществляется от ВОМ трактора.
Достоинства и недостатки роторных косилок
Достоинства
- Нетребовательность к качеству поля
- Большая производительность
- Возможность использования для окашивания обочин и откосов вдоль дорог
- Возможность использования на высокоурожайных травах с густым травостоем
- Способность работать при наличии кустов с ветками до 3-х см в диаметре
Недостатки
- Более высокий, чем у сегментных косилок, вес
- Частичное измельчение травяной массы
- Ножи по камням «горят»
- Необходимость защиты кабины водителя и опасность работы для окружающих в связи с возможностью «выстреливания» мелких камней из-под ножей роторов
Роторные барабанные сельскохозяйственные косилки
Барабанные косилки получили свое названия благодаря роторам-барабанам. Такие косилки, как правило, бывают одно- или двухроторными. Встречаются и четырёхроторные модели. Не следует их путать с барабанными ГАЗОНОкосилками. В газонокосилках используется единый барабан, расположенный горизонтально, является режущим узлом с приводом от опорных колес. Такие газонокосилки - ручные, многие их помнят по мультфильмам «Том и Джерри».
Барабанные сельскохозяйственные косилки предназначены для скашивания естественных и сеяных трав, в том числе высокоурожайных и полеглых с укладкой скошенной массы в валок. Барабанные косилки не имеют режущего бруса, благодаря чему имеют меньшую стоимость по сравнению с дисковыми ротационными косилками. На одном роторе может быть установлено от 3 до 4 ножей.
Рассмотрим барабанную двух роторную косилку Metal-Fach Z-026 (Z-011/4) шириной захвата 1,85м.
Косилка состоит из центральной рамы (1) на которой подвешены роторы (барабаны). Крутящий момент к ротором передается от ВОМ трактора.
 |
| Центральная рама и подвеска |
Центральная рама (1) шарнирно соединена с центральным брусом (4)
Рама системы подвески предназначена для соединения косилки с трактором. Главная рама (1) шарнирно соединена с рамой подвески через центральную раму (4).
 |
| 1 - брезентовый кожух, 2 - рама крышки, 3 - главная рама, 4 - тяга, 5 - защелка, 6 - крышка, 7 - рама подвески 8 - скользящий диск, 9 - рабочий барабан, 10 - нож, 11 - нижняя тяга трактора, 12 - предохранитель, 13 - транспортная балка, 14 - козырек, 15 - защитная цепь, 16 - шарнирный телескопический вал, 17 - центральная рама. |
Пружинный предохранитель (12) предотвращает повреждение косилки, когда режущий аппарат встретится с препятствием.
Перестановку косилки из транспортного положения в рабочее положение и наоборот обеспечивает шарнирное соединение подвесной рамы с центральной рамой. Брезентовый кожух режущего аппарата (1) защищает оператора машины и третьих лиц от твердых предметов, которые могут быть отброшены с высокой скоростью рабочим барабаном (9).
В процессе движения, трава оказывается на пути режущего аппарата. Режущий аппарат состоит из двух рабочих барабанов (9), с установленными в нижней части ножами (10). В рабочем положении барабаны поддерживаются скользящими дисками (8), что позволяет копировать неровный рельеф.
 |
| 1 - шарнирный телескопический вал, 2 - вал головки привода, 3 - ременная и клиновая передача, 4 - коническая передача, 5 - рабочий барабан, 6 - однонаправленная муфта. |
Рабочие барабаны (5) приводятся в движение валом отбора мощности трактора через шарнирный телескопический вал (1), вал приводной головки (2), клиновой ремень (3) и конические шестерни (4). За счет вращения барабанов к центру по ходу движения (в противоположных направлениях) трава срезается (безопорное резание), проходит через центр косилки и укладывается позади косилки в валок.
Одностороннее сцепление (6), встроенное в шкив, позволяет барабанам свободно вращаться после выключения двигателя и, таким образом, защищает приводные элементы от повреждений.
Рабочие барабаны (5) приводятся в движение валом отбора мощности трактора через шарнирный телескопический вал (1), вал приводной головки (2), клиновой ремень (3) и конические шестерни (4). За счет вращения барабанов к центру по ходу движения (в противоположных направлениях) трава срезается (безопорное резание), проходит через центр косилки и укладывается позади косилки в валок.
Одностороннее сцепление (6), встроенное в шкив, позволяет барабанам свободно вращаться после выключения двигателя и, таким образом, защищает приводные элементы от повреждений.
Достоинства и недостатки барабанных косилок
Достоинства
- Низкая стоимость;
- Небольшой вес (необходимо энергосредство невысокой мощности);
- Компактность (особенно для однороторных вариантов).
Недостатки
- Требования к качеству поля (работа на подготовленных незасорённых полях);
- Невысокая производительность;
- Нет возможности укладывать травяную массу в прокос (только в валок).
| |
| Центральная рама и подвеска |
Плющение и кондиционирование (вспушивание)
Благодаря плющению (кондиционированию) процесс подсыхания культуры (это необходимо для заготовки сена или сенажа в рулонах) значительно ускоряется, а толстые стебли и листья высыхают практически одновременно.
Косилки могут комплектоваться кондиционерами бильного типа (битерами) или плющильными вальцами.
- При работе с бильным кондиционером происходит воздействие на растения с помощью ударов. Стебель при этом ломается в нескольких местах, восковой слой стесывается, и таким образом увеличивается испарение влаги.
- При плющении вальцами растение «прокатывается» через них, полностью расплющиваясь.
Считается, что вальцовые плющилки бережнее работают с бобовыми и оставляют наибольшее количество листовой массы, а значит и ценного протеина, в скошенной люцерне. Поэтому бильные (битерные) кондиционеры как более агрессивные чаще рекомендуют для работы со злаковыми травами.
Рассмотрим работу бильной косилки на примере КПР-6
По ходу движения ограждение косилки (1) наклоняет стебли растений, подводя их к режущему брусу. Овальные роторы (диски) режущего аппарата развернуты на 90 градусов относительно друг друга. Пары внешних роторов имеют направление вращения к центру, внутренние роторы от центра. Благодаря разнонаправленному вращению роторов и развороту роторов на 90 градусов происходит сужение потока в две полосы, который направляется на бильное устройство.
Бильное устройство (4) представляет собой вал с шарнирно закрепленными V-образными бичами, отклонение которых ограничивается резиновыми демпферами. Бичи расположены на валу по двум винтовым линиям с разворотом на 180° и осевым смещением на половину шага, что обеспечивает равномерное перекрытие бичами всей зоны прохода массы. Бильное устройство подхватывает травяную массу, переламывает и расщепляет стебли растений и подает массу на валкообразователь, который укладывает ее в одинарный (положение I) или сдвоенный (положение II) валок в зависимости от положения направляющего закрылка.
 |
| а – вид сбоку; б – вид сверху; 1 – ограждение; 2 – валкообразователь; 3 – закрылок; 4 – бильное устройство; 5 – режущий аппарат |
В косилках-плющилках вместо бильного аппарата может быть установлен вальцовый. В этом случае, срезанный поток травы проходит между вальцами, которые расплющивают стебли.
 |
Интенсивность плющения может быть изменена регулировкой давления между верхним и нижним вальцами.
Косилки-измельчители
Косилки-измельчители используются для выполнения следующих видов работ:
- Скашивание и измельчение однолетних и многолетних сеяных и естественных трав с погрузкой в транспортное средство: кормораздатчик или прицеп (в том числе, прицепленный к косилке-измельчителю);
- Скашивание, измельчение и разбрасывание по полю пожнивных остатков подсолнечника, кукурузы, сорго, ботвы картофеля и других культур;
- Подбор скошенной травы из валков с одновременным измельчением.
Рассмотрим работу на примере косилки-измельчителя КИР-1,5М производства завода Корммаш
Косилка-измельчитель роторная КИР-1,5М состоит из рамы 10, ротора 9, редуктора 3, патрубка 4 , кронштейнов колёс 14,15 , сницы 13, опоры 12, рычага 7, передней части 11
 |
Основной несущей частью косилки, является рама.
Рама - представляет собой цельносварную конструкцию, предназначенную для закрепления на ней узлов и агрегатов.
На поперечных элементах рамы, главными из которых являются боковины, устанавливаются ротор и продуктопровод. Продольными связями рамы служат квадратная труба, к которой крепятся кронштейны опорных колес, передний швеллер и задний кожух, являющиеся также основанием для крепления продуктопровода. В левой части рамы установлены редуктор и площадка сницы.
Устройство и принцип работы
Первым набегающий поток растений встречает передний щит и отклоняет растения подводя их к измельчающему механизму. Измельчающий механизм представлен планкой с жёстко установленными противорежущими ножами и вращающимся ротором с молотковыми ножами.
 |
| 1 – противорежущий нож, 2 – передний щит, 3 – козырек, 4-продуктопровод, 5 – молотковый нож, 6 – вал ротора, 7 – задний щит, 8 - колесо |
Ротор косилки является основным рабочим органом машины, от качества сборки и правильной эксплуатации которого зависит работа косилки.
Вал ротора предназначен для подрезания растительной массы, измельчения и создания воздушного потока.
 |
Ротор представляет собой трубу, в которую с обеих сторон вварены цапфы. По всей длине ротора приварено 28 пар проушин для присоединения кронштейнов молотковых ножей 20. Кронштейны крепятся на пальцах 15 с помощью болта 12 и гайки 13.
В случае выхода из строя одного ножа и замены его новым, вес этого ножа должен быть равен весу противоположного. Разница в весе двух противоположных ножей не должна превышать 5 граммов. Работа с поврежденным ножом приводит к сильной вибрации, что также разрушает машину.
Привод ротора осуществляется от ВОМ трактора. Крутящий момент от вала отбора мощности через карданный вал попадает на ведущий вал редуктора, затем передается на шкив.
 |
От шкива редуктора вращающий момент, с помощью клиноремённой передачи, передается на шкив вала ротора измельчающего барабана.
Ротор создает воздушный поток и увлекаемая им измельченная растительная масса попадает в продуктопровод.
 |
Заключение
Подробнее с полным ассортиментом сельскохозяйственных косилок вы можете ознакомиться в разделе «косилки» https://teza-agro.ru/teza-agro_katalog/selskokhozyaystvennaya_tekhnika/kormozagotovka/kosilki/ на сайте компании.
Используемые материалы
- Loretta Sorensen. A History of Hay Equipment: Evolving from Manual Mowing. Farm Collector. 9-10-2008. https://www.farmcollector.com/equipment/implements/history-of-hay-equipment-mower/
- McConnel - Vegetation Maintenance, Remote Control Technology, Cultivation & Seed Drills. Фотография McConnel Power Arm 8085T https://www.mcconnel.com/power-arms/_product/7/85-series/
- McCormick-Deering Trailer Mower No. 9. INSTRUCTIONS FOR SETTING UP. Small Farmer's Journal. https://smallfarmersjournal.com/mccormick-deering-trailer-mower-no-9/
- McCormick-Deering No. 9 Horse-Drawn Mower Serviceman’s Guide. Small Farmer's Journal. https://smallfarmersjournal.com/mccormick-deering-no-9-horse-drawn-mower-servicemans-guide/
- Большая стрижка (часть 1). Косилки и кусторезы для ухода за придорожными полосами. Основные средства. 23-06-2015. г. Москва. https://os1.ru/article/2245-kosilki-i-kustorezy-dlya-uhoda-za-pridorojnymi-polosami-bolshaya-strijka-chast-1
- Все на покос! Как дорожные службы борются с зарослями на дорогах. Стартовая механизация. 18-12-2021. https://dzen.ru/a/Yb3twqmQC2Y-huPO
- Губанов А. А., Ильченко Н. Ф., Комладзе А. М., Хегай П. А., Ломтадзе Ш. Г. Авторское свидетельство SU 1 431 708 A1. Двухножевой режущий аппарат сельскохозяйственных машин. 1981. https://yandex.ru/patents/doc/SU1431708A1_19881023
- Жатвенные машины, гравюра в раме. 1902 год. https://oldgravura.ru/prod/1902-god-gravyura--i9091/
- Капитонов Е.Н. История сельскохозяйственного машиностроения России. http://vuzmen.com/book/2017-istoriya-selskoxozyajstvennogo-mashinostroeniya-rossii-kapitonov-en/4-1-istoki.html
- Конная косилка К1001А. ОБУК «Курский областной краеведческий музей» http://kursk-museum.ru/konnaya-kosilka-k1001b/
- Косилка конная К-1,4. Период создания: 1930-е гг. Управление культуры и туризма Рыбновского района. МБУК ИТМК «Музей обороны и тыла». Из истории одного экспоната. https://vk.com/wall-193991486_2411
- Краткая история сельскохозяйственного машиностроения Российской Империи. vasiliy_eremin. https://historical-fact.livejournal.com/104336.html
- Лекция 5 Машины для уборки трав и силосных культур. ФГБОУ ВО «Костромская ГСХА». Кафедра технических систем в АПК. ГБУ ДО КО ЦНТТИДЮТ "Истоки". г. Кострома. 28-09-2020. http://www.eduportal44.ru/Istoki44/Documents2/Лекция%205%20Машины%20для%20уборкитрав.pdf
- Нагребецкая Лучана. Техническая оснащенность сельского хозяйства. https://pandia.ru/text/77/354/1888.php
- Машины для заготовки кормов. Технологии заготовки кормов и агротехнические требования. Современное производство и техника. https://itexn.com/10015_mashiny-dlja-zagotovki-kormov.html
- Машины для скашивания и удаления растительности из каналов. Современное производство и техника. https://itexn.com/2805_mashiny-dlja-skashivanija-i-udalenija-rastitelnosti-iz-kanalov.html
- Плющилки. Скоростной покос для заготовки премиум кормов Ростсельмаш - блог. https://blog.rostselmash.com/zhivotnovodstvo/skorostnoy-pokos-dlya-zagotovki-premium-kormov/#Плющилки
- Подбор и измельчение массы сенажа. РГАУ МСХА. Зооинженерный факультет. г. Москва. https://www.activestudy.info/podbor-i-izmelchenie-massy-senazha/Скоростной покос для заготовки премиум кормов. https://blog.rostselmash.com/zhivotnovodstvo/skorostnoy-pokos-dlya-zagotovki-premium-kormov/#Плющилки
- Прогрессивные технологии заготовки кормов. Подвяливание скошенной массы. Гомельский Государственный Технический Университет им. П.О. Сухого. 24-08-2019. г. Гомель. https://studfile.net/preview/9005631/page:2/
- РАНЬШЕ ВСЕХ В МИРЕ. Газета Вестник труда - Нема от 19-02-2012. http://www.nemsky.ru/rayon/zemlyak/669-ranshe-vseh-v-mire.html
- В.Г. Самосюк, И.М. Лабоцкий, Н.А. Горбацевич, А.Д. Макут. Заготовка кормов из бобовых, бобово-злаковых, травяных смесей и зернофуражных культур. РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». 30-04-2018. https://belagromech.by/news/zagotovka-kormov-iz-bobovyh-bobovo-zlakovyh-travyanyh-smesej-i-zernofurazhnyh-kultur/
- Сушка скошенной массы. РГАУ МСХА. Зооинженерный факультет. г. Москва. https://www.activestudy.info/sushka-skoshennoj-massy/
- Устройство и работа сегментных косилок. https://bstudy.net/822721/agro/ustroystvo_rabota_segmentnyh_kosilok
- Что такое силос? Фотография. https://krupnyj-skot.ru/silos-cto-eto-takoe-foto-zagotovka-kak-delaut-hranenie-v-ame
- Чуксин Петр. Возрождение галльской жатки. 3-11-2010. https://www.trizland.ru/trizba/articles/169
- Фермер.ру - материалы форума (роторная vs сегментная косилки, каменистый плуг рессорная или гидравлическая защита). 2012. https://fermer.ru/forum/453/rotornaya-vs-segmentnaya-kosilki-kamenistyy-plug-ressornaya-ili-gidravlicheskaya-zishchita-298455
- Энциклопедия. Т. 2 (Ж - К)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1951, с. 624 http://agrolib.ru/rastenievodstvo/item/f00/s00/e0000951/index.shtmlhttp://agrolib.ru/rastenievodstvo/item/f00/s00/e0000951/index.shtml
