Одним из наиболее перспективных направлений развития сельскохозяйственной техники является создание и применение комбинированных агрегатов, выполняющих одновременно несколько технологических операций.
В Республиканском унитарном предприятии «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработан агрегат широкозахватный комбинированный АКШ-9 к тракторам тягового класса 5. Агрегатируется с тракторами «Беларус 2522», «Беларус 3022» и др., оборудованными электронной системой управления задним навесным устройством. При этом регулирование глубины хода рабочих органов в процессе работы агрегата осуществляется позиционным способом.
Агрегат АКШ-9 предназначен для предпосевной обработки минеральных почв в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур с отвальной системой обработки почвы. Качественно выполняет за один проход рыхление, выравнивание и прикатывание почвы с созданием в посевном слое уплотнённого ложа для семян.
Агрегат используется после культивации и гладкой вспашки оборотными и поворотными плугами, а также вспашки с заделкой развальных борозд. При вспашке целесообразно применять приспособление для уплотнения почвы, дробления глыб и выравнивания поверхности поля.
Агрегат АКШ-9 является полунавесной машиной с секционным расположением почвообрабатывающих рабочих органов. Он состоит из следующих основных узлов: несущей рамы 1; сницы 2; навески 3; колесного хода 4; четырёх секций с почвообрабатывающими рабочими органами 5, 6, 7 и 8; двух шарнирно-рычажных механизмов подъема, опускания и догрузки боковых секций 9; гидросистемы 10; электрооборудования 11.
На несущей раме 1 крепятся спереди сница 2 с навеской 3, центральные секции рабочих органов 6 и 7, сзади – колёсный ход 4. Две боковые секции 5 и 8 соединяются с рамой посредством механизмов подъёма, опускания и догрузки 9. Каждый механизм обеспечивает подъем боковой секции из рабочего положения в транспортное и опускание ее из транспортного положения в рабочее, а также догрузку секции за счет усилия, создаваемого сжатой пружиной амортизатора. При выдвинутом до упора штоке гидроцилиндра боковых секций и «нейтральном» положении рычага управляющей им секции распределителя трактора пружины амортизаторов создают дополнительную нагрузку около 2500Н на каждую боковую секцию и уменьшают нагрузки на такую же величину на средние секции, что обеспечивает равномерное давление выравнивателей, а также трубчатых и планчатых катков на почву по всей ширине захвата агрегата.
Ширина захвата каждой центральной секции равна 2 м, а боковой – 2,5 м. Общая конструктивная ширина захвата агрегата составляет 9 м.
Все секции рабочих органов на несущей раме и боковых рамках механизмов 9 крепятся шарнирно и могут поворачиваться относительно продольной оси, благодаря чему обеспечивается копирование рельефа поля по ширине захвата агрегата (поперечное копирование).
Элементы гидросистемы и электрооборудования монтируются на снице, раме и колёсном ходе.
Агрегат соединяется с задним навесным устройством трактора, смонтированным по трехточечной схеме, при помощи навески, которая присоединяется к снице пальцем с шайбой и шплинтом. При этом цапфы навески устанавливают в шаровых шарнирах нижних тяг навесного устройства и фиксируют чеками с пружинными зажимами. Перед отсоединением агрегата от трактора сница устанавливается на подножку.
Продольное копирование поверхности поля агрегатом при наезде трактора на неровности (бугры, впадины) обеспечивается за счет перемещения пальца талрепа в пазу кронштейна, приваренного к снице (патент РБ №108). При этом гидроцилиндр заднего навесного устройства трактора находится в запертом положении. Талрепом также регулируют нагрузку на выравнивателях и «тандеме» из трубчатых и планчатых катков путем изменения угла наклона сницы (изменение направления линии тяги).
При транспортных переездах трактора с агрегатом выдвинутый из гидроцилиндра колесного хода шток запирается упором, а боковые рамки с секциями рабочих органов фиксируются двумя фиксаторами.
Каждая секция почвообрабатывающих органов состоит из рамы, на которой смонтированы выравниватель, рамка с рыхлительными рабочими органами и «тандем» катков.
Выравниватель состоит из бруса выравнивающего, который шарнирно на осях прикрепляется к двум стойкам, а стойки на четырех осях устанавливаются на раме секции. Усилие прижатия бруса к почве создается двумя пружинами сжатия. При этом исходное положение бруса фиксируется двумя упорами. При встрече бруса с камнями пружины сжимаются и дают возможность ему приподниматься вверх, предохраняя от поломок. Брус выравнивающий изготавливается из равнополочного уголка сечением 80х80х6 мм. Его длина на центральной секции равна 1980 мм и на боковой – 2480 мм. Вертикальная полка уголка бруса отклонена к поверхности поля на угол 600. На брусе монтируются зубья с расстоянием между ними 200 мм и рабочей длиной 100 мм.
В качестве рыхлительных рабочих органов применены S-образные пружинные стойки с подпружинниками и оборотными лапами, устанавливаемые на рамке тремя рядами с междуследием 100±20 мм. Агрегат также комплектуется сменными стрельчатыми лапами. Рамка монтируется на раме секции посредством четырех горизонтальных осей. Ее можно перемещать в вертикальной плоскости на рычажной подвеске винтовым механизмом для регулирования глубины хода лап относительно опорной поверхности выравнивателей и трубчатых катков в пределах от 0 до 8 см. Глубина рыхления почвы лапами контролируется по линейке.
«Тандем» трубчатого и планчатого катков образуется путем их монтажа на двух двухплечих рычагах и закрепляется на раме секции шарнирно. При этом его проворачивание вокруг поперечной горизонтальной оси ограничено с задней стороны двумя винтовыми механизмами для регулирования величины заглубления в почву планчатого катка, а спереди двумя пружинными амортизаторами (патент РБ на полезную модель №4058). Эти амортизаторы прижимают регулировочные винты механизмов к двуплечим рычагам, а также уменьшают ударную нагрузку при встрече трубчатого катка с камнями. От величины заглубления планок катка в почву зависит толщина верхнего разрыхленного слоя. Регулировка производится путем перемещения винтами планчатого катка в вертикальной плоскости относительно опорной поверхности трубчатого катка. При этом винты на всех секциях устанавливаются в одинаковое положение, а контроль осуществляется по шкалам, расположенным на винтах, относительно верхней плоскости гаек.
Трубчатые и планчатые катки секций имеют цилиндрическую решетчатую форму со спиральным расположением соответственно трубок и планок. При этом направление витков спирали у планчатых катков противоположно направлению трубчатых. Рабочая длина катков центральных секций составляет 1860 мм, а боковых – 2360 мм. Диаметр катков по наружным кромкам трубок и планок равен 350 мм. Планчатые катки смещены вправо на 135 мм и перекрывают стыки трубчатых катков в смежных секциях, обеспечивая сплошную обработку почвы по ширине захвата агрегата.
Колесный ход используется для транспортирования агрегата по дорогам и при выполнении поворотов на поле с выглубленными рабочими органами. При работе колесный ход находится в поднятом положении и колеса не оставляют следов на обработанной почве.
Управление агрегатом производится трактористом при помощи гидросистемы, подключенной к системе трактора. Гидросистема агрегата служит для перевода его из транспортного положения в рабочее и обратно. Она состоит из гидроцилиндра колесного хода, гидроцилиндра боковых секций, четырех трубопроводов, десяти рукавов высокого давления, двух переходных штуцеров, двух угольников, двух дросселей и четырех разрывных муфт. При этом рукава и трубопроводы соединяются в две магистрали, одна из которых через угольники присоединяется к гидроцилиндру боковых секций, а вторая посредством переходных штуцеров с накидными гайками к гидроцилиндру колесного хода. Дроссели устанавливаются между рукавами на нагнетательной и сливной линиях магистрали гидроцилиндра боковых секций. Магистрали агрегата подключаются разрывными муфтами к двум секциям распределителя трактора. Подключение к распределителю производится таким образом, чтобы при переводе рычагов секций в положение «опускание» (рабочее положение агрегата) масло поступало в подпоршневую полость гидроцилиндра боковых секций и в штоковую полость гидроцилиндра колесного хода.
Электрооборудование предназначено для обозначения габаритов, указания поворотов и стоп-сигнала при транспортировании агрегата по дорогам и состоит из двух многофункциональных задних фонарей, жгута и вилки штепсельной. Электрооборудование агрегата подключается к электрооборудованию трактора путем соединения вилки штепсельной с розеткой, расположенной на кабине трактора.
Технологический процесс предпосевной обработки почвы агрегатом АКШ-9 осуществляется следующим образом: агрегат с помощью гидросистемы трактора переводится в рабочее положение, включается одна из рабочих передач и начинается движение по полю. При рабочем ходе агрегата выравниватели на поверхности поля срезают гребни и засыпают впадины, S-образные стойки с оборотными или стрельчатыми лапами рыхлят почву на необходимую глубину предпосевной подготовки, трубчатый и планчатый катки дробят комки почвы, выравнивают поверхность поля и уплотняют почву, создавая уплотненное ложе для семян при рыхлом верхнем слое. При поворотах в конце гона агрегат переводится гидроцилиндрами колесного хода и заднего навесного устройства трактора в транспортное положение без складывания боковых секций. После поворота агрегат опускается в рабочее положение и осуществляется его новый рабочий ход. Работа агрегата на поле производится челночным способом. После окончания работ на основном массиве поля обрабатываются поворотные полосы. По окончании работ на поле агрегат переводят в транспортное положение для переезда на другое поле или на машинный двор.
Опытный образец агрегата АКШ-9, изготовленный в РПДУП «Экспериментальный завод» РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства», прошел в 2007 году приемочные испытания в ГУ «Белорусская машиноиспытательная станция».
Испытания проводились в УП «Агрокомбинат «Ждановичи» Минского района на предпосевной обработке полей со среднесуглинистыми почвами по фону свежей вспашки. Влажность почвы в слое 0–15 см составляла 15,6–21,4%. Агрегатирование проводилось с трактором «Беларус 2522ДВ» без сдвоенных колёс и со сдвоенными задними колёсами, а также с трактором «Fendt 930» со сдвоенными задними колёсами. В результате исследований установлено, что рабочая скорость агрегата с трактором «Беларус 2522ДВ» была равна 9,8 и 10,1 км/ч и имела большее значение при сдваивании колёс, а рабочая скорость агрегата с «Fendt 930» составила 11,7 км/ч. Производительность его за час основного времени соответственно составила 8,8; 9,1 и 10,5 га. При этом удельный расход топлива за сменное время работы был соответственно равен 6,5; 5,5 и 5,3 кг/га. Удельная металлоёмкость агрегата составляет 546 кг/м. В результате испытаний также установлено, что агрегат АКШ-9 качественно выполняет предпосевную обработку почвы на вышеуказанном фоне. Он формирует в обработанном слое оптимальную плотность: в верхнем слое 0–3 см – 0,9–1,0 г/см3, в слое 3–8 см (уплотнённое ложе) – 1,0–1,1 г/см3. Применение АКШ-9 также обеспечивает высокое качество крошения почвы (фракции размером до 4 см составляют 89,5–98,9%) и хорошую выровненность поверхности поля (гребнистость – 1,2–1,5 см). Общая наработка агрегата за 14 дней при двухсменной работе составила 968 га, а максимальная выработка за смену – 49 га.
По сравнению с импортным аналогом («Europak-9000» фирмы BBG (Германия)) масса отечественного агрегата меньше на 1 890 кг.
По результатам приёмочных испытаний приёмочная комиссия Минсельхозпрода Республики Беларусь рекомендовала агрегат АКШ-9 к постановке на производство. Освоение производства начато в РПДУП «Экспериментальный завод» РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства».