Станіслав Смолінський, канд. техн. наук, доцент, НУБіП, Альона Смолінська, економіст, Віктор Марченко, канд. техн. наук, Agroexpert (Україна)
Розвиток сучасних косарок спрямований передусім на підвищення продуктивності агрегатів завдяки збільшенню ширини захвату та робочих швидкостей, а також на вдосконалення систем копіювання рельєфу поля.
Ефективне ведення тваринництва тісно пов’язане з якісною кормовою базою, а важлива роль при цьому відведена заготівлі сіна. Спеціалісти з годівлі встановили, що протягом стійлового утримання великої рогатої худоби на одну голову необхідно заготовити близько 1 т сіна. Незалежно від способу заготівлі сіна – в пресованому чи розсипному вигляді – початковим етапом при цьому є скошування природних чи сіяних трав. Для цього господарствам потрібні надійні та високопродуктивні косарки, які ефективно працюватимуть за певних виробничих умов. На сучасному ринку сільськогосподарської техніки представлені косарки різних як вітчизняних, так і зарубіжних виробників, зокрема – CLAAS, Krone, Kuhn, Pöttinger, John Deere, Maschio Gaspardo тощо.
Агротехнологічні особливості скошування трав
Однією з основних умов отримання якісного корму із трав є своєчасне їх скошування, що дає змогу забезпечити раціон худоби максимальним умістом поживних речовин і вітамінів. Відтак перший укіс бобових трав починають у стадії бутонізації, лучних – на початку їх цвітіння, а злакових – під час появи колосків. Для травосумішок період скошування визначається за періодом збирання трав’яних культур, що переважають.
Скошування трав має тривати не більше 7 днів, а за вологих умов – до 10 днів. Висота зрізування природних трав становить 5 – 7 см (у степовій зоні 4,0 – 4,5 см). Висота осіннього скошування отави – 6 – 7 см, а сіяних багаторічних трав – 7 – 9 см. Загалом допустиме відхилення висоти зрізування не має перевищувати 1 см, а втрати трав’яної маси – до 2%.
Бобові трави і бобово-злакові сумішки скошують, проводячи одночасно плющення, за сприятливих погодних умов. Повнота плющення трав має бути не менше як 90%. За несприятливих погодних умов плющення не рекомендоване.
Зрізану масу косарки укладають у покоси чи валки. За скошування трав у валки косарки обладнують пасивними або активними валкоутворювачами. За врожайності трав’яної маси до 120 ц/га доцільно скошувати трави з укладанням їх у валки, за більшої врожайності – у покоси, оскільки у валках скошена трава просихає в 3 – 4 рази довше, ніж у покосах.
Основні різновиди косарок
Основним робочим органом косарок є різальний апарат, який буває підпірного, безпідпірного або ударно-ковзаючого зрізування. Робота різального апарату підпірного зрізування нагадує процес різання ножицями за наявності ножа і утримувального елемента, який забезпечує необхідну жорсткість стебла в місці зрізування. Процес безпідпірного зрізування відбувається за необхідної жорсткості самими стеблами та підпором з боку інших стебел, а дія на технологічний матеріал різального апарату, робочі елементи якого зазвичай рухаються з досить високими швидкостями, матиме зрубуючий, ударний або інерційний характер.
Залежно від типу встановленого різального апарату косарки бувають сегментні (двоножові або безпальцеві), сегментно-пальцеві, роторні, стрілоподібні, ланцюгові та барабанні. Але загалом можна вважати, що косарки, залежно від напрямку руху елементів різального апарату, можна поділити на дві основні групи: зі зворотно-поступальним (сегментні й сегментно-пальцьові) та обертальним (ротаційні) рухом.
Кожна з груп має особливості конструктивного виконання та взаємодії з технологічним матеріалом, але аналіз ринку сільськогосподарської техніки доводить більшу популярність серед аграріїв роторних косарок, які завдяки підвищеній робочій швидкості мають на 20 – 30% вищу продуктивність порівняно з іншими видами косарок. Висота зрізу для сегментних косарок становить близько 6 см, для ротаційних – від 3,8 см для барабанних до 5,8 см для дискових.
Для скошування природних і сіяних трав застосовують начіпні, напівначіпні та причіпні тракторні косарки із переднім, заднім і бічним розміщення, що дає змогу за одночасного їх агрегатування з трактором збільшити продуктивність. Відомі також моделі самохідних косарок (у тому ж числі й косарки-плющилки), хоча внаслідок технологічних особливостей широкого застосування у рослинництві вони не отримали. Для скошування трави на газонах, полях для гри в гольф і стадіонах використовують ручні й пересувні газонокосарки на базі мотоблоку, які обладнують переважно ротаційним різальним апаратом із металевими або дротяними ножами. Під час роботи на перезволожених та заболочених ґрунтах доцільно застосовувати барабанні косарки.
Сегментні косарки
Сегментні косарки, обладнані сегментно-пальцевим різальним апаратом, найдоцільніше застосовувати під час скошування природних і сіяних злакових та інших трав із укладанням зрізаної маси в покоси. Важливою технологічною особливістю є те, що косарка працює без подрібнення зрізаної маси. Але внаслідок можливого забивання різального апарату і високих втрат застосовувати цей тип косарок для заготівлі полеглих і високоврожайних трав’яних культур недоцільно.
Залежно від співвідношення величин відстані між осьовими лініями сегментів та пальців, а також переміщення ножа з одного крайнього положення в друге, сегментно-пальцеві різальні апарати бувають нормального різання з одинарним (для скошування трав, зернових культур, а також товстостебельних культур), подвійним або некратним ходом ножа (для збирання зернових культур), а також низького і середнього зрізування. Останній тип досить поширений на закордонних косарках. Ножі різальних апаратів приводяться в рух за допомогою кривошипно-повзунного механізму, механізму коливальної шайби або від гідродвигуна зі зворотно-поступальним рухом вихідної ланки.
Косарки із сегментно-пальцевим різальним апаратом, швидкість руху якого становить 1,5 – 3,0 м/с, забезпечують якісне зрізування стеблостою за потужності близько 2 кВт на 1 м ширина захвату, питомій витраті палива 2,5 – 4,0 л/га та робочій швидкості агрегату 4 – 6 км/год, що й визначає її невисоку продуктивність (близько 0,45 га/год на 1 м ширини захвату). Цей тип косарок забезпечує точне і рівне зрізування трав та низький рівень забруднення зрізаної маси, хоча й потребує частого заточування та заміни ножів.
За зворотно-поступального руху ножа швидкість різання варіює, що призводить до зниження якості зрізування стеблостою, а внаслідок значних знакозмінних інерційних сил і до зниження надійності конструкції.
Ротаційні косарки
Переважна більшість сучасних косарок працюють за принципом безпідпірного зрізування, за якого зрізана маса укладається в покоси або валки безпосередньо після проходу машини. Хоча існують також ротаційні косарки порційної дії, які накопичують зрізану масу в спеціальному мішку або ємності. Найвідомішою технікою такого типу є газонокосарки.
Різальний апарат безпідпірного зрізування конструктивно простіший і надійніший у роботі, але під час скошування збільшується величина втрати трав’яної маси внаслідок додаткового подрібнення стебел.
Популярність великого різноманіття ротаційних косарок пояснюється можливістю ефективної роботи за різних умов, хоча й відрізняються вони за функціональним призначенням, дизайном, показниками технічної характеристики тощо. До цього типу косарок належать ручні газонокосарки, косарки сільськогосподарського призначення для скошування польових та лукових трав, косарки для скошування трав у міжряддях садів, косарки для обкошування каналів тощо. Сучасні ротаційні косарки здатні високоякісно скошувати різні трави незалежно від стану стеблостою, до того ж їх можна використовувати й для регулярного підкошування. Основними різновидами ротаційних косарок є дискові та барабанні, з вертикальною або горизонтальною віссю обертання.
Барабанні (роторні) і дискові косарки працюють за однією технологічною схемою − різальні ножі обертаються навколо вертикальної осі. З конструктивної точки зору є відмінність між роторними та дисковими косарками. У дискових косарках привод і робочі диски з ножами встановлені на одній балці, а у барабанних – балка з приводом зміщена вгору, а ротори з ножами встановлені на окремих стійках. Тому дискові косарки порівняно з барабанними мають значно меншу масу й потребують меншої потужності для приводу.
Крім того, барабанні косарки забезпечують якісніше скошування трав порівняно з дисковими. Барабанні косарки невибагливі до умов роботи, можуть працювати на різному рельєфі, а скошену масу вкладати у валок. Для утворення валка дискові косарки слід обладнувати валкоутворювачами.
Ротаційні косарки мають вищу продуктивність порівняно з іншими типами машин, звісно, величина якої для кожної моделі своя. Щодо ефективного використання потужності, то близько 60 – 65% енергії у ротаційних косарок витрачається на зрізування трав, тоді як у інших типів на скошування припадає всього 30 – 40% усіх енергозатрат. При цьому для агрегатування потрібен енергетичний засіб із потужністю близько 12 кВт на 1 м ширини захвату.
Ротаційна косарка може працювати на вищих швидкостях (10 – 15 км/год) порівняно з сегментними (4 – 10 км/год). Оскільки ножі ротаційних косарок, які закріплені на барабані або диску, обертаються з коловою швидкістю 50 – 90 м/с, співвідношення між швидкістю зрізування трав і швидкістю поступального руху варіюватиме залежно від моделі косарки у межах від 15 до 20 (цей показник для сегментних косарок становить близько 1,6).
Попри те, що потреба у потужності ротаційних косарок вища порівняно з сегментними, але з урахуванням більшої продуктивності роботи, питомі енергозатрати сегментних і ротаційних косарок майже однакові, а зменшення енергозатрат та збільшення продуктивності для обох типів машин можливо досягти завдяки збільшенню ширини захвату.
Обладнання косарок з метою пришвидшення сушіння
Для пришвидшення сушіння зрізаної трав’яної маси шляхом руйнування цілісності поверхні стебел та листя косарки обладнують бильно-дековими кондиціонерами (для злакових трав) або плющильними вальцями (для бобових).
Для плющення скошеної трави на косарках встановлюють сталеві спіральні плющильні вальці. Останні можуть мати гумове чи інше покриття з композитних матеріалів, а також додатково збільшену площу контакту з оброблюваним матеріалом.
Кондиціонери, на відміну від плющильних вальців, активніше діють на оброблюваний матеріал, а також одночасно з руйнуванням оболонки стебел розпушують масу, що створює особливо сприятливі умови під час збирання злакових трав.
На ротаційних косарках встановлюють кондиціонери, виготовлені у вигляді барабанів із шарнірним або жорстким кріпленням пальців, що обертаються з частотою 700 – 1000 об./хв. Кондиціонери також обладнують V-подібними нейлоновими пальцями чи пальцевими гребінками, які забезпечують більш якісне розпушення скошеної маси. На ротаційних дискових косарках також можуть встановлювати плющильні вальці.
Під час вибору косарок аграрії звертають увагу на наявність запобіжників від потрапляння до різального апарату сторонніх предметів (каміння, грудок тощо), пристроїв для копіювання поверхні поля у поздовжньому і поперечному напрямках та пристосувань для об’єднання декількох покосів у один.
Дискові косарки в Україні
На ринку техніки для заготівлі кормів провідну роль відіграють такі фірми-виробники, як CLAAS, Krone, Pöttinger, John Deere, Kuhn та інші. Вони виготовляють практично повний асортимент машин для заготівлі кормів.
Компанія Pöttinger має декілька моделей дискових косарок NOVOCAT, які можуть бути як із фронтальною та двома задніми боковими секціями, так і з навішуванням всіх трьох косарок на задню навіску трактора. Під час транспортування бокові косарки складаються, а фронтальна піднімається. Таким чином, транспортна ширина агрегату не перевищує 3 м. У серійній комплектації передбачена механічна фіксація косарки у транспортному положенні. Привід косарок здійснюється за допомогою ВВП (вала відбору потужності) трактора через центральний редуктор. Кожна секція косарки має власний захист на випадок тимчасових перевантажень.
Досконала система копіювання поверхні поля без пошкодження дернини досягається у косарок NOVOCAT за допомогою гідравлічного розвантаження балок. Система навіски фронтальних косарок Alpha-motion ідеально копіює нерівний рельєф поля до 9° під час руху агрегату згори та 12 – вгору.
Компанія Krone має у своєму асортименті триплекс-комбінацію дискових косарок EasyCut 9140 із варіабельним перекриттям та робочою шириною захвату 8,7 м. Ці косарки є одними з найлегших машин у своєму класі, що позитивно позначається на споживаній потужності. Агрегати EasyCut 9140 виготовляють у трьох варіантах – без та із плющилкою й зі стрічковим транспортером.
Вальці CRi, якими обладнують дискові косарки EasyCut, не розділяються, а проходять суцільно через усю ширину косарки. Це забезпечує рівномірне плющення по всій ширині захвату. Для адаптації в умовах різної врожайності кормової маси тиск притискання вальців можна безступінчасто регулювати. Завдяки полімерному покриттю вальців (із поліуретану) вони мають максимальний термін служби.
Останнім часом усі моделі дискових косарок EasyCut оснащують пристроєм захисту SafeCut, який захищає машину від пошкодження сторонніми предметами. У разі контакту диска косарки з випадковою перешкодою відбувається зрізування запобіжного штифта, який з’єднує диск із приводним валом.
Компанія CLAAS пропонує комбінацію дискових косарок DISCO 9100 C AUTOSWATHER, на яких, як і на переважній більшості машин DISCO, встановлено новий косарковий брус P-CUT, завдяки якому диски у робочому положенні розміщуються нижче, ніж на інших моделях. Конструктивною особливістю бруса P-CUT є так званий тунельний ефект, який виникає завдяки «виямці» на нижньому його боці. Відтак бруд зчищається з бруса стернею трав, неначе щіткою.
Комбінації косарок DISCO 9100 C AUTOSWATHER оснащені механізмом для вибору напрямку руху скошеної маси. Скошена трава може укладатися в один чи декілька валків, а для швидшого підсихання рівномірно розподілятися всією шириною захвату косарки. Крім того, довгі пальці розпушувача трави, які направляють потік скошеного корму в потрібному напрямку, рухаючись через потік маси, руйнують восковий шар на стеблах рослин, і таким чином прискорюють висихання скошеної маси.
Компанія John Deere представляє комбінацію дискових косарок-плющилок, яка складається з фронтальної косарки моделі 131 та двох косарок моделей 388 або 488, які навішуються на задній рамі. Обидві комбінації мають ширину захвату 8,8 м. Косарки приводяться в дію від ВВП трактора з частотою 1000 об./хв.
Дискові косарки John Deere оснащені багатьма робочими функціями, що забезпечують високу якість зрізування та плющення корму. Зокрема, система підвіски дає змогу працювати на високих швидкостях, точно копіюючи при цьому контур поверхні поля. Різальний апарат низького профілю забезпечує чисте та якісне зрізування рослин на висоті 30 – 80 мм.
Компанія John Deere розробила систему автоматичного водіння AutoTrac, яка дає змогу скошувати трави швидше, точніше та завжди повністю використовувати ширину захвату агрегату.
Компанія Kuhn виготовляє дискові косарки моделей GMD та FC. Завдяки компактності косаркового бруса забезпечується висока якість зрізування. Привод косарок відбувається від ВВП трактора. Косарки можуть оснащуватися системою швидкого кріплення ножів FAST-FIT. Конструктори компанії ретельно розробили кріплення швидкої фіксації. У нижній частині затискні болти ножів обладнані бортиками для запобігання можливому від’єднанню ножа. Для зниження витрат на технічне обслуговування кожен болт замінюють індивідуально.
Для формування валка на дискових косарках Kuhn встановлюють спеціальні стрічкові конвеєри. Вони виготовлені на основі двох приводних пасів, з’єднаних між собою штоками, які обтягнуті м’якою, але міцною тканиною. Рівень її міцності перевищує міцність традиційних гумових пасів.
