Начиная с 2012 года в северных областях Казахстана для ранневесеннего боронования (или закрытия влаги) стали применять ротационные зубовые цепные бороны. Одной из первых таких борон является борона БЦД-12 (борона Двуреченского) производства «Сибзавод», г. Омск. Рабочие органы бороны выполнены в виде цепей круглозвенных, вращающихся в подшипниковых узлах, на каждом звене которых закреплены два противоположно направленных заостренных зуба круглого сечения. На раме бороны четыре зубовых цепных рабочих органа расположены в два ряда под углами к поперечной оси орудия 30-35 град. и образуют в плане фигуру «ромб». При ширине захвата 12 м борона агрегатируется с тракторами типа Беларус-82 и Беларус-1221, она гидрофицирована и в транспортное положение складывается вверх.
Аналогичные по конструкции и ширине захвата зубовые цепные бороны выпускает ряд предприятий Российской Федерации, в частности, «Варнаагромаш» (г. Варна), «Спецэлеватормельмонтаж» (г. Челябинск), «Промтехоборудование» (г. Курган). Следует отметить, что в ряде хозяйств северных областей Казахстана зубовые цепные бороны изготовлены самостоятельно шириной захвата от 12 до 30 м, как правило, упрощенной конструкции без складывания в транспортное положение.
Достоинство таких борон в том, что при физической спелости почвы (твердость обрабатываемого слоя почвы 4-8 кг/см2) они обеспечивают требуемое качество обработки при достаточно низких затратах энергии, благодаря чему при рабочей скорости порядка 15 км/ч они имеют высокую производительность и низкий расход топлива 1,0-1,3 кг/га. При этом во время работы зубовые цепные рабочие органы практически не забиваются почвой и растительными остатками.
Однако, по мере снижения влажности почвы и ее пересыхания, сопровождаемого повышением ее твердости свыше 8-10 кг/см2, зубья рабочих органов цепных борон перестают заглубляться в почву на требуемую глубину и качество обработки резко ухудшается. Поэтому ранневесеннее боронование такими боронами необходимо проводить в очень сжатые сроки при достижении физической спелости почвы, не допуская ее пересыхания.
Дело в том, что у зубовых цепных борон нагрузка на каждый зуб для их заглубления в почву создается только за счет веса рабочего органа, который определяется калибром (диаметром сечения звена) используемой цепи, т.е. чем выше калибр — тем тяжелее цепь. На практике наибольшее распространение получили цепи калибра 28, 32 и даже 36 мм. Но дальнейшее увеличение калибра цепи для заглубления зубьев в почву при ее повышенной твердости приводит к существенному росту тягового сопротивления бороны, снижению производительности и увеличению расхода топлива.
Обследование применяемых в хозяйствах зубовых цепных борон, выполненное Костанайским филиалом «НПЦ агроинженерии», показало, что на подавляющем большинстве таких орудий зубья на звеньях цепей установлены нерационально с позиций использования веса рабочего органа.
В основном, зубья на звеньях цепи закреплены посредством резьбового соединения на пластинах, приваренных перпендикулярно плоскости звеньев, рисунок 1а. На самодельных конструкциях борон встречаются зубья, приваренные перпендикулярно плоскости звеньев, рисунок 1б.
Рассмотрим расположение зубьев в почве в момент их максимального заглубления. Как видно из рисунка 2а, в первой конструкции при максимальном заглублении продольная ось зуба расположена под углом к вертикали. При этом давление зуба на почву, равное отношению веса звена цепи G к площади проекции зуба на горизонтальную плоскость, будет меньше, чем при вертикальном положении зуба, когда его проекция на горизонталь наименьшая. А так как давление зуба на почву меньше, чем максимально возможное, то и заглубляющая способность рабочего органа используется не в полной мере. Аналогичная ситуация и у второй конструкции рабочего органа с приваренными зубьями, рисунок 2б.
Таким образом, повысить заглубляющую способность рабочих органов зубовых цепных борон без увеличения калибра цепи возможно благодаря более рациональному расположению зубьев на звеньях цепи. При правильной установке, в момент наибольшего заглубления, зубья должны располагаться вертикально и их продольная ось должна проходить через ось вращения цепи, при этом ориентация пары зубьев на звене цепи должна быть симметричной, а длина зубьев соответствовать требуемой глубине обработке 4-5 см. Варианты рационального расположения зубьев на звеньях цепи приведены на рисунке 3а-в. Такое расположение зубьев позволит максимально использовать заглубляющую способность цепного рабочего органа и повысить качество выполнения операции ранневесеннего боронования в более длительные сроки.
Для ранневесеннего боронования в Костанайском филиале ТОО «НПЦ агроинженерии» разработано семейство зубовых цепных борон БЗЦ-12, БЗЦ-18 и БЗЦ-24, соответственно, к тракторам мощностью 80-120, 150-180 и 250-300 л.с. Борона БЗЦ-12 шириной захвата 12,2 м, также как и российские бороны, выполнена по схеме «ромб». Бороны БЗЦ-18 и БЗЦ-24 шириной захвата 18 и 24 м выполнены по схеме лущильника типа ЛДГ-15, они имеют центральную раму с опорными колесами и два боковых крыла, установленных под углом 30 градусов к поперечной оси орудия, опирающихся внешними краями на каретки с транспортными колесами. На каждом крыле установлены рабочие органы в два параллельных ряда. Бороны
БЗЦ-18 и БЗЦ-24 складываются в транспортное положение аналогично лущильникам, при этом существенно уменьшаются транспортные габариты по ширине и высоте в сравнении со складыванием борон вверх, что облегчает их транспортировку.
Начиная с 2018 года на боронах семейства БЗЦ используются рабочие органы с иным расположением зубьев и их количеством, чем у аналогов, при этом эффективнее используется вес цепей и обеспечивается работоспособность в различных почвенных условиях.
Для тяжелых и средних почвенных условий предлагается рабочий орган с двусторонними зубьями, ось которых проходит через ось вращения цепи, рисунок 4а, при этом вес цепи используется наиболее полно для проникновения зубьев в почву, поэтому борона обеспечивает требуемое качество работы при большей твердости почвы. Такие рабочие органы подходят и для мелкой осенней обработки почвы для заделки семян сорняков в почву. Для легких почвенных условий разработан четырехзубовый рабочий орган, зубья которого Х-образно закреплены посредством гаек на изогнутой пластинах, приваренных на внешних сторонах звеньев, рисунок 4б. Такой рабочий орган может использоваться и для довсходового и повсходового боронования посевов.
Курач А.А., Амантаев М.А., Костанайский филиал ТОО «НПЦ агроинженерии»