CC BY
56ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
УДК 631.33.07-047.44
АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ПОСЕВНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Р.А. Булавинцев, А.В. Волженцев
ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, Орел, Россия
Аннотация. В статье описан технологический процесс работы посевных комплексов, приведен обзор посевных машин отечественного и зарубежного производства. Представлена классификация по типу привода вентилятора; по типу привода высевающих аппаратов; по расположению бункеров для семян и удобрений; по расположению рабочих органов для предпосевной подготовки почвы. Проанализированы преимущества различных приводов вентилятора и высевающих аппаратов. Представлены схемы расположения бункеров для семян и удобрений посевных комплексов, а также рассмотрены достоинства и недостатки расположения бункеров посевных машин. Установлено, что на посевных комплексах устанавливаются сошники однодисковые, двухдисковые, лаповые, долотообразные и анкерные. Приведены их достоинства и недостатки. Рассмотрены схемы расположения рабочих органов для предпосевной обработки почвы.
Использование посевных комплексов при посеве сельскохозяйственных культур позволяет за один проход выполнять несколько операций, таких как предпосевная обработка почвы, посев, прикатывание до и после посева, выравнивание почвы. Благодаря использованию комбинированных посевных машин повышается качество посева, увеличивается урожайность зерновых и зернобобовых культур, а также производительность за час работы, снижаются затраты на топливо-смазочные материалы и рабочую силу, сокращается себестоимость производства.
Ключевые слова. Посев, посевной комплекс, технологический процесс, бункер, сошник, рабочий орган.
Введение. В последние пятнадцать лет на рынке сельскохозяйственных машин широкое распространение получили посевные комплексы отечественного и зарубежного производства. За один проход они способны выполнять несколько операций, таких как предпосевная обработка почвы, посев, прикатывание до и после посева, выравнивание почвы. Применение посевных комплексов снижает количество проходов агрегата по полю, способствует повышению качества посева, производительности, снижению затрат на ТСМ и рабочую силу. [2, 10, 12, 15, 16, 17, 18]
Основная часть. Технологический процесс посева (рис. 1) посевным комплексом заключается в следующем.
Вентилятор 1 создает поток воздуха и направляет его в эжектор 3. Высевающие катушки 4 дают порцию семян и удобрений, которые смешиваются в эжекторе 4 с воздухом и под его воздействием семена и удобрения направляется в распределительную головку 6, где семена распределяются по семяпроводам 7, поступают в сошники 8 посевной машины и заделываются в почву с одновременным прикатыванием. За предпосевную подготовку почвы отвечают дисковые и лаповые рабочие органы 10. [1]
1 - вентилятор; 2 - бункер; 3 - эжектор; 4 - высевающие катушки; 5 - основной семяпровод; 6 - распределительная головка; 7 - семяпровод; 8 - сошник; 9 - каток; 10 -
рабочие органы Рисунок 1 - Технологическая схема посевного комплекса
Комплексы для посева сельскохозяйственных культур можно проклассифицировать: по типу привода вентилятора; по типу привода высевающих аппаратов; по расположению бункеров для семян и удобрений; по расположению рабочих органов для предпосевной подготовки почвы.
По типу привода вентилятора (рис. 2) бывают гидравлические, от вала отбора мощности трактора и автономные от двигателей внутреннего сгорания. Вентилятор обеспечивает нагнетание воздуха в семяпроводы, а также создает избыточное давление внутри бункера для лучшего прохождения семян через высевающий аппарат. Частота вращения вентилятора устанавливается в пределах 2800 - 6000 мин-1 и зависит от диаметра трубопровода и высеваемой культуры.
К посевным машинам с гидравлическим приводом вентилятора относятся «Agrator» (Татарстан), «Кузбас», «Томь» (ООО «Агро», г. Кемерово), John Deere (США), Amazone (Германия), Horsch (Германия), Vaderstad (Швеция), Kverneland (Норвегия) и др.
Гидравлический привод вентилятора не требует дополнительных расходных материалов и надежный в эксплуатации.
К машинам с автономным приводом вентилятора относятся «Agrator» (Татарстан), «Кузбас», «Томь» (ООО «Агро», г. Кемерово) и др.
Привод вентилятора от вала отбора мощности трактора применяется на посевном комплексе Q-SEM (Австрия), сеялке «Быстрица» (г. Пенза) и др.
Посевные комплексы с автономным приводом вентилятора и приводом от вала отбора мощности менее требовательны к производительности гидравлической системы трактора.
12 3 i
1 - вентилятор; 2 - гидромотор; 3 - бензиновый двигатель внутреннего сгорания; 4 -дизельный двигатель внутреннего сгорания; 5 - привод от ВОМ; а - привод вентилятора от гидромотора посевного комплекса John Deere; б - привод вентилятора от двигателя внутреннего сгорания посевного комплекса Agrator; в - привод вентилятора от гидромотора посевного комплекса Horsch; г - привод вентилятора от дизельного двигателя внутреннего сгорания посевного комплекса «Томь»; д - привод вентилятора от вала отбора мощности трактора посевного комплекса Q-SEM, е - привод вентилятора от вала отбора мощности трактора сеялки «Быстрица» Рисунок 2 - Привод вентилятора посевных комплексов
Привод высевающих аппаратов посевных комплексов можно разделить на механический и электрический. Механический привод высевающего аппарата
осуществляется от опорного колеса бункера через электромагнитную муфту, которая включает или выключает сцепление с механической системой привода дозирующей системы. [11, 14] Такой привод отличается простотой исполнения и надежностью в эксплуатации. Электрический привод (рис. 3) высевающих аппаратов обеспечивает высокую равномерность высева.
а - электрический привод высевающего аппарата посевного комплекса Spirit компании Vaderstad; б - электрический привод высевающего аппарата посевного комплекса Pronto компании Horsch
Рисунок 3 - Электрические приводы высевающих аппаратов
Посевные комплексы в зависимости от расположения бункера можно разделить на фронтальные навесные, установленные непосредственно на раму почвообрабатывающего орудия и прицепные (рис. 4). Прицепные могут располагаться перед почвообрабатывающим орудием и после него.
Посевные комплексы с фронтальным, навесным расположением бункера обладают универсальностью, а также высокой степенью загрузки в течении года. Фронтальное расположение позволяет равномерно распределить нагрузку между осями трактора. [13] Такие машины выпускаются компаниями Amazone (Германия), Maschio Gaspardo (Италия), Lemken (Германия), Sulky (Франция), Vaderstad (Швеция), Agrisem (Франция) и
др.
Посевные машины с расположением бункера на раме почвообрабатывающего орудия отличаются компактностью и хорошей маневренностью. К недостаткам такого расположения бункера можно отнести изменение давления на рабочие органы по мере уменьшения семян.
Прицепные бункеры, расположенные после сошниковой группы, вдавливают колесами высеянные и заделанные семена в почву, в результате чего, нарушается глубина посева, что приводит к неравномерной всхожести семян. Бункеры, расположенные, перед почвообрабатывающими орудиями сильно уплотняют. Компании-производители решают эту проблему увеличением глубины обработки рабочими органами, идущими по следу бункера. Основным преимуществом прицепных бункеров является большой объем до 13000 л, а также возможность разделения бункеров для семян и удобрений.
/ / /
1 г 1—1_ 1—1 X
б г
1 - почвообрабатывающее орудие; 2 - трактор; 3 - бункер для семян и (или) удобрений; а - фронтально (навесное расположение); б - расположение бункера на раме почвообрабатывающего орудия; в - прицепной бункер, расположенный после почвообрабатывающего орудия; г - прицепной бункер, расположенный перед почвообрабатывающим орудием
Рисунок 4 - Схема расположения бункера для семян и (или) удобрений посевных
комплексов
Для посева сельскохозяйственных культур на посевных комплексах устанавливаются однодисковые, двухдисковые, лаповые, долотообразные и анкерные сошники (рис. 5). [3, 4, 6, 7, 8, 9, 19]
Недостатками дисковых сошников, в зависимости от способа применения и севооборота, может стать проникновение стерни в семенное ложе. Так же дисковый сошник требует увеличение расходов на техническое обслуживание и повышает стоимость сеялки. У анкерных и долотовидных сошников есть неоспоримое преимущество - способность перемещать пожнивные остатки и почву с семенного ряда. При этом долотовидный сошник уплотняет посевное ложе борозды, что способствует быстрому прорастанию семян. [4, 5] К недостаткам долотовидных сошников относится недостаточный контроль глубины посева и высокая вероятность нагребания пожнивных остатков.
д
а- однодисковый сошник сеялки Orion (АО «Эльворти», Украина); б - двухдисковый сошник сеялки Томь (ООО «Агро», г. Кемерово); в - лаповый широкополосный сошник посевного комплекса Agrator (Татарстан); г - долотовидный сошник посевного комплекса Condor (Amazone, Германия); д - анкерный сошник сеялки ML 930 (Ростсельмаш, г. Ростов-на-Дону)
Рисунок 5 - Сошники посевных комплексов
Кроме этого, долотовидные сошники повреждают поверхность почвы, что приводит к потере почвенной влаги. Лаповые сошники вызывает ещё большее повреждение почвы, чем анкерные и долотовидные сошники, и провоцируют забивание пожнивными остатками. Глубина посева часто неравномерная. Лаповый сошник при работе часто выносит глыбы и камни на поверхность почвы, что вызывает проблемы при уборке сельскохозяйственных культур.
Схема расстановки рабочих органов (рис. 6) для предпосевной подготовки почвы разнообразна и зависит от технологии подготовки почвы в сельскохозяйственном предприятии, климатической зоны и типа почв.
1 2 3 6 7 3 5 2
1 - лаповый сошник; 2 - борона; 3 - прикатывающий каток; 4 - режущий диск; 5 -двухдисковый сошник с прикатывающим катком; 6 - выравниватель; 7 - дисковые рабочие органы; 8 - культиваторная лапа; 9 - трубчатый каток; а - схема расположения рабочих органов посевного комплекса Agrator (Татарстан); б - схема расположения рабочих органов посевного комплекса Spirit 600-900S (Vaderstad, Швеция); в - схема расположения рабочих органов посевного комплекса Томь (ООО «Агро», г. Кемерово); г -схема расположения рабочих органов посевного комплекса John Deere 730 LL (США) Рисунок 6 - Схема расстановки рабочих органов посевных комплексов
Заключение. Представленный анализ конструкций современных посевных комплексов отечественного и зарубежного производства показал, что они все похожи по технологическому процессу, оснащены бункерами для семян и удобрений, централизованными высевающими аппаратами, рабочими органами для предпосевной обработки почвы и сошниками. Но вместе с тем посевные машины отличаются объемом бункеров, приводом вентилятора и высевающего аппарата, конструкцией и схемой расстановки рабочих органов предпосевного культиватора, типом сошников и другими особенностями устройства. Такое отличие посевных комплексов связано с работой на различных агрофонах, в разных климатических зонах и типах почв, а также зависит от размера и потребностей предприятия.
Список используемых источников:
1. Башкирев А.П. Особенности эксплуатации широкозахватной дисковой бороны Catros 7500. / Башкирев А.П., Коношин И.В., Булавинцев Р.А., Пупавцев И.Е. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 8. С. 201-206.
2. Булавинце Р.А. Анализ конструкций высевающих аппаратов для высева зерновых культур / Р.А. Булавинцев // Агротехника и энергообеспечение. 2018. № 2 (19). С. 74-84.
3. Булавинцев Р.А. Анализ конструкций сошников современных сеялок для прямого посева сельскохозяйственных культур. / Р.А. Булавинцев // Агротехника и энергообеспечение. 2018. № 2 (19). С. 85-91.
4. Булавинцев Р.А. Анализ конструкций сошников современных сеялок для прямого посева сельскохозяйственных культур / Булавинцев Р.А. // Агротехника и энергообеспечение. 2018. № 2 (19). С. 85-91.
5. Гольтяпин В.Я. Инновационные технологии прямого посева зерновых культур [Электронный ресурс] : науч. аналит. обзор / В.Я. Гольтяпин .— М. : ФГБНУ "Росинформагротех", 2019 .— 80 с. : ил. — Авт. указан на обороте тит. л.: Библиогр.: с. 75-77 .— ISBN 978-5-7367-1518-3 .— Режим доступа: https://lib.rucont.ru/efd/714392
6. Двухдисковый сошник Калашникова Н.В., Булавинцев Р.А., Кашеварников В.Ю. Патент на изобретение RU 2442307 C1, 20.02.2012. Заявка № 2010122608/13 от 02.06.2010.
7. Журавлев И.А. Обзор и анализ конструкций современных энергосберегающих посевных комплексов / Журавлев И.А. // В сборнике: Знания молодых - будущее России. Материалы XVIII Международной студенческой научной конференции, 2020. С. 110-112.
8. Калашникова Н.В. Исследование работы дисковых сошников. / Калашникова Н.В., Булавинцев Р.А., Кашеварников В.Ю. // Сельский механизатор. 2011. № 2. С. 8.
9. Калашникова Н.В. Современные конструкции сошников зерновых сеялок / Н.В. Калашникова, Р.А. Булавинцев, А.М. Полохин, Ю.А. Юдин // В сборнике: Состояние и перспективы энерго- и ресурсосберегающих технологий в АПК. Материалы Международной научно-практической конференции. 2009. С. 79-84.
10. Колчина Л.М. Современные комбинированные широкозахватные посевные комплексы / Колчина Л.М. // Техника и оборудование для села. 2012. № 5. С. 15-18.
11. Коношин И.В. Опыт эксплуатации посевного комплекса Джон Дир 730 / Коношин И.В., Булавинцев Р.А., Пупавцев И.Е. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 9. С. 173-178.
12. Кузьмин Д.Е. Анализ посевных комплексов отечественного производства (РФ) / Кузьмин Д.Е., Шмидт А.Н., Мяло В.В., Союнов А.С. // Вестник современных исследований. 2018. № 12.15 (27). С. 152-154.
13. Названы ТОП-5 брендов эффективных фронтальных бункеров для посевных агрегатов. 2020. - URL: https://glavpahar.ru/news/nazvany-top-5-brendov-effektivnyh-frontalnyh-bunkerov-dlya-posevnyh-agregatov (дата обращения 5.02.2021г.)
14. Обоснование конструктивных технологических параметров катушечно-штифтового высевающего аппарата зерновой сеялки. / Булавинцев Р.А. диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина. Москва, 2006
15. Редреев Г.В. Потенциал современных посевных комплексов на севе / Редреев Г.В., Качурин В.В. // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (28). С. 239-244.
16. Саитов В.Е. Анализ конструкций энергосберегающих посевных комплексов / Саитов В.Е. Гатауллин Р.Г. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. №8 (часть 4). С. 85-87.
17. Саитов В.Е. Современные ресурсосберегающие посевные комплексы / Саитов В.Е., Курбанов Р.Ф., Созонтов А.В. // Saarbrucken, 2018.
18. Уткин В.М. Анализ посевных комплексов отечественного производства (РФ) с полосовым внесением удобрений / Уткин В.М., Союнов А.С., Кузьмин Д.Е., Мяло В.В. // В сборнике: Инновационные технологии в АПК, как фактор развития науки в современных условиях. сборник всероссийской (национальной) научно-практической конференции. 2019. С. 433-437.
19. Чепоров Е.С. Дисковые сошники современных сеялок / Е.С. Чепоров, Р.А. Булавинцев // В сборнике: Особенности технического оснащения современного сельскохозяйственного производства. Сборник материалов к Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. 2012. С. 249-254.
Р.А. Булавинцев, А.В. Волженцев ФГБОУВО Орловский ГАУ, Орел, Россия
ANALYSIS OF THE STRUCTURES OF SOWING COMPLEXES
Abstract. The article describes the technological process of seeding complexes, gives an overview of seeding machines of Russian and foreign production.
Classification is given in the article: by the type of fan drive; by the type of sowing units drive; by the location of hoppers for seeds and fertilizers; by the location of working elements for pre-sowing soil preparation. The benefits of different fan drives and sowing units are analyzed. The schemes of arrangement of hoppers for seeds and fertilizers of seeding complexes are presented, and the advantages and disadvantages of the arrangement of seeding machine hopper are considered. It is established that seeding complexes are equipped with single-disc, double-disc, tine, chisel and anchor coulters. Their advantages and disadvantages are given. The schemes of arrangement of working bodies for pre-sowing tillage are considered.
The use of seeding complexes when sowing crops allows to carry out several operations in one pass, such as pre-sowing tillage, sowing, packing up before and after sowing, leveling the soil. Through the use of combined seeding machines sowing quality improves, grain and legume crops yield increases, as well as productivity per working hour, fuel-lubricants and labour costs decrease, production cost decreases.
Keywords. Sowing, seeding complex, technological process, hopper, coulter, working body.
R.A. Bulavintsev, A.V. Volzhentsev FSBEI HE Orel State Agrarian University, Orel, Russia.
