CC BY
566
,,„ „„„,„,„,„„,„„. Jj Ставрополья
научно-практическии журнал
УДК 631.331.024.3
Н. Е. Руденко, Е. В. Кулаев, В. Н. Руденко, С. П. Горбачёв N. E. Rudenko, E. V. Kulaev, V. N. Rudenko, S. P. Gorbachev
ДВУХДИСКОВЫЙ СОШНИК СЕЯЛКИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ КОНИЧЕСКИХ ДИСКОВ
DOUBLE DISC COULTERS MACHINES WITH SERIAL ARRANGEMENT TAPERED WHEELS
Энергия прорастания и полевая всхожесть семян во многом зависит от качества заделки их при посеве.
Устанавливаемые в настоящее время на зерновых сеялках сошниковые группы не вполне обеспечивают требуемые качественные показатели заделки семян и удовлетворяют не всем агротехническим требованиям, предъявляемым к посеву, а именно: сошники не уплотняют почву семенного ложа, плотность которого должна составлять 1,1...1,3 т/м3; семена, падая на семенное ложе, «скачут», что ухудшает равномерность распределения семян в рядке; семена частично засыпаются сухой почвой из валиков, образованных дисками; для улучшения контакта семян с почвой используют катки, что усложняет конструкцию; иногда семена захватываются дисками и выносятся на дневную поверхность.
В работе авторы предлагают двухдисковый сошник с последовательным расположением дисков, который способен работать как на обработанной почве, так и по стерневому фону.
Данный сошник по сравнению с существующими техническими решениями имеет преимущества: диски расположены один за другим, причем задний со смещением в поперечной плоскости, что исключает их забиваемость растительными остатками; возможен посев как по традиционной технологии, так и по стерневому фону; семена при попадании в клиновидную бороздку «не скачут», обеспечивая равномерность распределения семян в рядке, стабильный шаг посева; задний диск, уплотняя почву в зоне семян, улучшает контакт их с почвой, что повышает полевую всхожесть.
Ключевые слова: сошник, почва, посев, семена, бороздка.
The energy of germination and field germination of seeds depends on the quality of their incorporation at sowing.
Installed currently on grain sowing coulter group is not completely provide the required quality indicators seeding and not satisfy all agro-technical requirements for sowing, namely openers are not compacted soil seedbed whose density must be 1,1...1,3 t / m3; seeds falling seedbed, «jumping», which impairs the uniformity of distribution of seeds in a row; seeds partially backfilled with dry soil from the rollers, formed discs; to improve the seed to soil contact rollers are used, which complicates the design; Sometimes seeds are captured disks and submitted to the surface.
In this paper the authors propose a two-disc coulter with a serial arrangement of discs, which is able to run on both the treated soil and stubble on background.
This opener compared to existing solutions has advantages disks arranged one after the other, and the rear offset in the transverse plane, which eliminates clogging of crop residues; seeding possible using traditional technologies, and in the background stubble; seeds if it enters the tapered groove «do not jump», providing a uniform distribution of seeds in a row, a steady pace of sowing; rear-wheel drive, compact the soil in the area of seeds and improves their contact with the soil, which improves germination.
Key words: opener, soil, sowing, seeds groove.
Руденко Николай Ефимович -
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
кафедры «Процессы и машины в агробизнесе»
Ставропольский государственный
аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8(8652) 35-94-10
Кулаев Егор Владимирович -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Процессы и машины в агробизнесе» Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь Тел.: 8-962-450-77-79
Руденко Валерий Николаевич -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Агроинженерия»
Астраханский государственный университет г. Астрахань
Горбачёв Семён Павлович -
кандидат технических наук, старший преподаватель
кафедры «Процессы и машины в агробизнесе»
Ставропольский государственный
аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8-962-400-14-62
Е-таП: g.semen26@mail.ru
Rudenko Nikolay Efimovich -
The doctor of agricultural sciences,
the professor of chair «Processes and cars in
agrobusiness»
the Stavropol state agrarian university Stavropol
Tel.: 8(8652) 35-94-10
Kulaev Egor Vladimirovich -
Candidate of Technical Sciences,
the senior lecturer of chair «Processes and cars in
agrobusiness»
the Stavropol state agrarian university Stavropol
Tel.: 8-962-450-77-79
Rudenko Valeriy Nikolaevich -
Candidate of Technical Sciences, docent of chair
«Agroinzheneriya»
Astrakhan State University
Astrakhan
Gorbachev Simeon Pavlovich -
Candidate of Technical Sciences, the senior lecturer of chair «Processes and cars in agrobusiness» the Stavropol state agrarian university Stavropol
Tel.: 8-961-484-54-61 E-mail: g.semen26@mail.ru
в
естник ЛПК
Ставрополья
№ 4(20), 2015
Агроинженерия
67
Технологию прямого посева без предварительной обработки почвы, часто называют «нулевой» технологией (No - Till). Используемые при этом на зерновых сеялках двухдисковые сошники затаскивают в бороздку, в зону расположения семян растительные остатки. При разложении их образуются жирные кислоты, которые повреждают семена и проростки. Для исключения этого используют третий диск - колтер [2, 3].
Разработан двухдисковый сошник с последовательным расположением дисков. Он способен работать как на обработанной почве, так и по стерневому фону [4].
Сошник включает передний конический диск 1, задний конический диск 2, соединенные рамкой 3 (рисунок 1). На рамке 3 устанавливается опора 4, к которой скобами 5 крепится пластинчатый пружинный грядиль 6 (возможен рессорного типа), соединяющий сошники с поворотным брусом 7 сеялки. Между дисками 1 и 2 размещен семяпровод 8. За вторым диском установлен загортач 9. Грядиль 6 выполнен в виде плоской пластинчатой пружины. Задний диск повернут на 180° относительно переднего диска 1. Оба диска заточены по окружности. При работе на увлажненных почвах, чтобы ис-
ключить налипание, возможно изготовление второго диска из фторопласта [5].
После переднего диска 1 должна образовываться посевная бороздка треугольного типа в I, в верхнюю часть которой входит концевая часть семяпровода 8 (в, II).
При диаметре семяпровода йс = 0,02 м, ширина верхней части посевной бороздки должна быть Шб = 0,023...0,025 м. Глубина посевной бороздки к определяется по формуле:
К = К + к , м,
где кп - глубина заделки семян, м;
кщ - глубина щели под семенем, м.
Тогда, при кп = 0,05 м, кщ = 0,02 м, кб = 0,05 + 0,02 = 0,07 м.
Зная кб = 0,07 м, Шб = 0,024, находим угол наклона образующей переднего диска:
0,024 0,07
0,34; а „ = 20°.
Для заднего диска, повернутого на 180о, ставится задача отделить влажный слой почвы, с глубины 0,035.0,04 м, и придавить им семя.
Следовательно, основание заднего диска должно перемещаться относительно основания переднего диска со смещением на величину А = 0,035 • ^20° = 0,013 м.
а - вид сбоку секции с дисками; б - вид сверху; в - технологическая схема заделки семян: I - нарезка конической бороздки передним диском; II - сбрасывание в нее семени; III - заделка бороздки с подачей почвы к семени; IV- вид бороздки после заделки; 1 - диск передний; 2 - диск задний; 3 - рамка; 4 - опора; 5 - скоба; 6 - грядиль пластинчатый пружинный; 7 - брус поворотный; 8 - семяпровод; 9 - загортач; 10 - семя; 11 - почва уплотнительная; 12 -щель; 13 - надсеменной слой почвы
Рисунок 1 - Схема двухдискового сошника с последовательным расположением дисков
sin а n =
68
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
В
естник ЛПК
Ставрополья
С учетом зазора 0,005 м, предохраняющего вертикальную стенку посевной бороздки от осыпания, угол наклона заднего диска:
0,013 - 0,005 П10. 1ЛО
sin a = —---« 0,18. a = 10О.
3 0,07 3
Диаметр дисков определяют по формуле:
d. > h • «s ■ ( 2l±2I ],
2
где кб - глубина нарезаемой бороздки, мм
Ф1 - угол внешнего трения почвы о поверхность диска, град;
Фи - угол внутреннего трения почвы по почве, град.
При ф1 = 22°; фи = 26°; кб = 70 мм:
dä > 70 • ctgs
22 + 26 2
> 70 • 5 > 350 мм.
t = 1,5
6F • l
'1 ь\? ]
где [ст] - допустимое напряжение; [ст] = 400-106 Н/м2.
, , Í6• 423,3• 0,75
Тогда: t = 1,5 J---V = 0,010 м = 10 мм.
V 0,1 • 400 •Ю6
Определим возможный прогиб пластинчатого пружинного грядиля:
п- 4'
E • b • t3
где Е = 2,1- 1011 Па - модуль упругости для стали.
4 • 423,3 • 0,753
П =
= 0,03 м = 30 :
Принимаем йд = 350 мм. Определим усилия, необходимые для погружения дисков на требуемую глубину, используя следующую формулу;
^ - к ■ к ■ tga ■ , Н
где к - удельное сопротивление почвы, Па; а - угол наклона образующей конуса диска, град;
г - радиус диска, м. Получим: - для переднего диска
F = 40000- 0,07 • 0,36 • 2^2 • 0,07 • 0,175 - 0,072 = = 282,2 Н.
- для заднего диска F = 141,1 Н.
Общее усилие: F=Fn+F3 = 282,2 + 141,1 = 423,3 Н.
Для устойчивой работы сошника по глубине угол наклона пластинчатого пружинного грядиля 6 в горизонтальной плоскости должен составлять: р = 15 ± 5° [6].
При клиренсе поворотного бруса K = 450 мм и диаметре дисков: D = 350 мм, длина пластинчатого пружинного грядиля 6:
, K - D. п l > (—т) + D. sin р
, ,450 - 350ч „„„
l > (-) + 350 > 734 мм.
sin15 °
Принимаем l = 750 мм = 0,75 м.
При ширине плоского пластинчатого пружинного грядиля b = 0,1 м, его ширина:
2,1-iÖ11 • 0,1-0,013
Это не превышает допустимые отклонения.
Работа двухдискового сошника сеялки, осуществляется следующим образом.
Вначале настраивают двухдисковые сошники сеялки на заданную глубину заделки семян. С помощью винтового механизма опускают двухдисковые сошники 1 и 2 до соприкосновения с поверхностью почвы и доводят усилие прижатия их до 400 Н [7].
В процессе движения передний диск 1, нарезает семенную бороздку клиновидного типа (рисунок 1 b, I). Расположенный за ним трубчатый семяпровод 8 сбрасывает в нее семена 10 (II). В такой бороздке семена не «скачут». Задний диск 2 размещенный со смещением в поперечной плоскости к переднему диску отрезает и смещает влажную почву 11 в зону семян, создавая уплотненный «фитиль» (III), по которому поднимается почвенная влага. Под семенами остается щель 12 для прохождения зародышевого корешка. Загортач 9 выравнивает поверхность почвы после прохождения дисков, засыпая семена тонким рыхлым слоем почвы 13. Небольшой слой почвы над семенами улучшает аэрацию, меньше препятствует выходу проростков на дневную поверхность. В таком слое меньше семян сорняков и возбудителей болезней [8].
Заключение
По сравнению с известными сошниками данное техническое решение имеет следующие преимущества:
- диски расположены один за другим, причем задний со смещением в поперечной плоскости, что исключает их забивае-мость растительными остатками;
- возможен посев как по традиционной технологии, так и по стерневому фону;
- семена при попадании в клиновидную бороздку «не скачут», обеспечивая равномерность распределения семян в рядке, стабильный шаг посева;
- задний диск, уплотняя почву в зоне семян, улучшает контакт их с почвой, удаляет растительные остатки с зоны расположения семян;
- подсеменная щель обеспечивает благоприятные условия для прорастания зародышевого корешка. Повышается энергия прорастания и полевая всхожесть.
в
естник АПК
Агроинженерия . № 4(20), 2015 ■ ■
69
Литература References
1. Технология и посев. Наука и практика. С. Дж. Бейкер (С. J. Bfker), К. Е. Сакстон (K. E. Saxton), В. Р. Ритчи (W. R. Ritchie). New York, USA, 2002. 263 с.
2. Руденко, Н. Е. Кулаев Е. В., Руденко В. Н. Механизация растениеводства. Ставрополь : АГРУС, 2014.
3. Руденко, В. Н. Механическая обработка почвы. Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2013.
4. Кленин, Н. И., Сакун В. А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М. : Колос, 1994.
5. Комбинированный дисковый сошник / С. П. Горбачев, Е. В. Кулаев, Н. Е. Руден-ко, Д. С. Калугин // Сельский механизатор. 2012. № 9. С. 12.
6. Горбачев С. П., Руденко Н. Е. Новая технология заделки // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 12. С. 16-17.
7. Руденко Н. Е., Кулаев Е. В., Горбачев С. П. Анализ технологических схем заделки семян в почву при посеве // Вестник АПК Ставрополья / Ставропольский ГАУ. Ставрополь, 2011. № 4. С. 42-43.
8. Новая технология заделки семян при посеве зерновых культур / Н. Е. Руденко, Е. В. Кулаев, С. П. Горбачев, Д. С. Калугин // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК : сб. науч. статей по материалам VII Меж-дунар. науч.-практ. конф. в рамках XIX Междунар. агропромышленной выставки «Агроуниверсал - 2012». Ставрополь: АГРУС, 2012.
1. Technology and culture. Science and Practice. S. J. Baker (S. J. Vfker), K. E. Saxton (K. E. Saxton), V. R. Ritchie (W. R. Ritchie), New York, USA, 2002.
2. Rudenko, N. E. Mechanization of crop / N. E. Rudenko, E. V. Kulaev, V. N. Rudenko. -Stavropol : Publishing house SSAU "Agrus" 2014.
3. Rudenko, V. N. Tillage. - Astrakhan Univ. house "Astrakhan University" 2013.
4. Klenin, N. I. Agricultural and reclamation machines / N. I. Klenin, V. A. Sakun. - M .: Kolos, 1994.
5. Gorbachev, S. P. Combined disc coulter / S. P. Gorbachev, E. V. Kulaev, N. E. Rudenko,
D. S. Kalugin // Rural mechanic. - 2012. -№ 9. - S. 12.
6. Gorbachev, S. P. The new technology of seeding / S. P. Gorbachev, N. E. Rudenko // Tractors and farm machinery. - 2012. - № 12. -S. 16-17.
7. Rudenko, N. E. The analysis of technological schemes seeding into the soil at sowing / N. E. Rudenko, E. V. Kulaev, S. P. Gorbachev // Herald of agribusiness Stavropol / Stavropol State Agrarian University. - Stavropol, 2011. - № 4. - S. 42-43.
8. Rudenko, N. E. The new technology of seeding when sown crops / N. E. Rudenko,
E. V. Kulaev, S. P. Gorbachev, D. S. Kalugin // Actual problems of scientific and technical progress in the agricultural sector: collection of scientific articles on materials of the VII International scientific-practical conference in the framework of the XIX International Agricultural Exhibition "Agrouniversal - 2012". -Stavropol : «Agrus» 2012.
