CC BY
68
УДК 635.65: 631.33.024.3
КОМБИНИРОВАННЫЙ ОДНОДИСКОВЫЙ СОШНИК С СИММЕТРИЧНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ ДВУХСТОРОННИМИ РЕБОРДАМИ-БОРОЗДКООБРАЗОВАТЕЛЯМИ И НУЛЕВЫМ УГЛОМ АТАКИ
В. Р. ПЕТРОВЕЦ, С. В. КУРЗЕНКОВ, Н. И. ДУДКО, Д. В. ГРЕКОВ
УО «Белорусская государственная орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия», г. Горки, Могилевская область, Беларусь, 213407
(Поступила в редакцию 15.07.2016)
При возделывании сельскохозяйственных культур важнейшее значение имеют предпосевная обработка почвы и посев. Качество выполнения этих операций определяется выбором технологических средств, их техническим состоянием, настройкой и регулировкой, а также соблюдением всех агротехнических требований. В статье приводится конструкция комбинированного однодискового сошника с симметрично расположенными ребордами-бороздкообразователями, работающая при нулевом угле атаки. Такой сошник позволяет производить узкорядный посев мелкосемянных культур с расстоянием между рядками 6 см 25 мм и обладает рядом преимуществ по сравнению со своими аналогами. Он имеет не большое тяговое сопротивлением, что позволяет для его движения подобрать наиболее экономичную скорость трактора при посеве сельскохозяйственных культур. Данный сошник осуществляет более равномерный посев семян и на оптимальную глубину, а также позволяет более эффективно распределить их по площади питания. Предлагаемый сошник прост в изготовлении и настройке.
Ключевые слова: посев, дисковый сошник, реборда, бороздкообразователь, семяпровод, заделка семян, тяговое сопротивление.
The cultivation of crops are essential seedbed tillage and sowing. The quality of these operations is determined by the choice of technological tools, their technical condition, setting and adjustment, as well as compliance with all the agronomic requirements. The article presents the design of the combined single-disc coulter with flanged-symmetrically arranged grooves the adjustable operating at zero angle of attack. This allows opener closed drills planting fine seeds with a distance between rows of 6 cm 25 mm and has a number of advantages compared to their peers. It does not have much traction resistance, allowing it to choose the most cost-effective movement of the tractor speed at sowing of crops. This opener provides a more uniform seed placement and optimum depth, and allows them to more efficiently distribute power for the area. Proposed opener is easy to manufacture and configuration.
Keywords: crop, disc coulter, flange, the adjustable grooves, vas deferens, seed control, traction resistance.
Введение
Важнейшим рабочим органом зерновых сеялок и комбинированных почвообрабатывающих посевных агрегатов является сошник. Он отвечает за равномерность распределения семян по площади питания и глубине их заделки [1].
В последнее время зарубежные и отечественные посевные машины оборудуются, как правило, одно или двухдисковыми комбинированными сошниками. Они хорошо работают на различных типах почв с мульчированным верхним слоем, содержащим растительные и пожнивные остатки, позволяют комбинировать операции подготовки почвы и посев сельскохозяйственных культур [2].
Однако анализ работы сошниковых групп выявляет как их преимущества, так их и недостатки. Недостатками таких устройств, в первую очередь являются: высокая неравномерность укладки семян в бороздки, распределения их по глубине заделки. Это негативно сказывается на условиях прорастания семян и дальнейшем их развитии [3-5]. Второй момент, на который требует обратить внимание -это то, что согласно агротехническим требованиям сева сельскохозяйственных культур семена должны высеваться на плотное ложе, вдавливаться в дно бороздки и закрываться рыхлым слоем почвы. Поэтому конструкция сошника в местах закладки семян должна обеспечивать не только оптимальную глубину, но и необходимое уплотнение почвы (1,2-1,3-103 кг/м2) для притока влаги из нижележащих ее слоев. Желательно, чтобы этаже конструкции позволяла производить внутрипочвенное внесение стартовой дозы фосфорных удобрений. Это позволит стимулировать рост и развитие растений в начальный период вегетации [6-7]. Третий момент - это простота конструкции сошника, его регулировки, снижение его металлоемкости и тягового сопротивления. Это позволит уменьшить затраты на его изготовление и затраты при проведении сева сельскохозяйственных культур [8-9].
Основная часть
С учетом вышеизложенного, на базе УО БГСХА был разработан комбинированный однодисковый сошник с симметрично расположенными двухсторонними ребордами-бороздкообразователями, работающий при нулевом угле атаки (рис. 1, а - вид сбоку сошника, б - вид с фронта, в - вид сверху).
Технологическая схема исследуемого комбинированного однодискового сошника с двухсторонними симметричными ребордами-бороздкообразователями для узкорядного посева сельскохозяйственных культур показана на рис. 2. Предлагаемый сошник состоит из корпуса 4, который присоединяется к поводку сеялки; оси 8, на которой крепится плоский диск 1 с установленными по его обеим сторонах ребордами 2 имеющими форму усеченного конуса с бороздкообразователями 3; делительной воронки 5, которая разветвляется на два канала семянаправителей 6, повторяющих форму бороздконаправителей и заканчивающихся клапанами 9; закрепленных на корпусе чистиков 7, которые копируют формы рабочих поверхностей реборд и бороздкообразователей.
1- диск; 2
Рис. 1. Общий вид комбинированного однодискового сошника с двухсторонними конусными ребордами-бороздкообразователями: - реборды; 3 - бороздкообразователи; 4 - корпус; 6 - семянаправители; 8 - ось сошника
Плоский диск 1, свободно вращающийся на оси 8, установлен без угла атаки к направлению движения. При движении в почве он разрезает заточенной кромкой пожнивные и растительные остатки, образует узкую почвенную щель 11, а установленные на нем с внутренней и наружной стороны реборды 2 создают по обе стороны от щели 11 уплотненные под углом к горизонту ложе 10. В уплотненных ложах, установленные на ребордах бороздкообразователи 3 с закругленными кромками выдавливают бороздки
12. Делительная воронка 5 разделяет поток семян на две части и направляет их в семянаправители 6, из которых под силой тяжести в образованные бороздкообразователями бороздки укладываются семена мелкосе-мянных культур. Установленный за сошником при помощи поводка прикатывающий каток, за счет приданной ему формы образует над бороздками с уложенными в них семенами прослойку почвы неодинаковой плотности, а за счет установленного на поводке чистика, копирующего форму катка, почва не налипает на его поверхность. Плоским диском, образованная тонкая щель заполняется почвой рыхлой структуры, создавая тем самым небольшой запас воздуха, способствующий лучшей всхожести семян. Благодаря уплотненным ложе и верхней прослойки почвы различной пористости к уложенным в бороздки семенам подтягивается влага, что повышает их всхожесть. Представленный дисковый сошник более рационально распределяет семена по площади питания. В этом можно убедиться при простейших рассуждениях. Если конструкция сошника позволяет производить посев мелкосемянных сельскохозяйственных культур с расстоянием между рядками 0,0625 м вместо стандартного расстояния между ними 0,125 м, то на ширине 1 м вместо 8 рядков образуется 16. Это при одном и том же расходе семян на 1 м2 позволяет пропорционально увеличить расстояние между соседними семенами ряда (рис 3, а -схема традиционного посева семян, б - схема узкорядного посева семян).
Так, при норме высева 220 кг/га, например пшеницы, на один гектар требуется 4400000 семян. Тогда на 1 м2 норма высева составит 4400000 / 10000 = 440 шт/м2. С учетом того, что при узкорядном посеве (рис. 3, б) 16 рядков на одном метре, то 1 м его длины будет приходиться 440 / 16 ~ 28 семян. Значит при идеальном расположении семян в рядке, расстояние между ними будет составлять 1 / 28 = 0,036 м. При традиционном посеве 8 рядков (рис. 3, а) на 1 м рядка приходиться 440 / 8 ~ 55 семян. Значит, расстояние между семенами в таком рядке при идеальном их расположении составит 1 / 55 = 0,018 м. При узкорядном посеве с междурядьем 62,5 мм увеличивается площадь питания каждого семени в 4 раза (с 2,5 см2 до 10,2 см2) по сравнению с традиционным посевом. Это должно способствовать лучшему росту и развитию растений.
Представленная конструкция сошника обладает еще рядом неоспоримых преимуществ. Данный сошник несложен в изготовлении и имеет нулевой угол атаки всех его элементов. Образование почвенной щели происходит в большей степени не за счет выноса грунта из нее, а за счет уплотнения его под нагрузкой элементов сошника. Это позволяет добиться получения почвенной щели и бороздок в ней одинаковой формы и глубины, устранить сгруживание и отброс почвы. Используя лишь внешнее усилие на сошник, мы можем добиться нужного уплотнения образовывающейся почвенной щели и мест закладки семян. Это означает, что задача необходимого уплотнения почвы будет решаться путем
Рис. 2. Технологическая схема комбинированного одно-дискового сошника с двухсторонними симметричными ребордами для узкорядного посева зерновых культур: 1- диск; 2 - реборды; 3 - бороздкообразователи; 4 - корпус; 5 - делительная воронка; 6 - семянаправители; 7 - чистики; 8 - ось сошника; 9 - клапаны; 10 - ложе; 11 - почвенная щель
выбора оптимальной нагрузки на сошник, его заглубления и скорости движения сошникового агрегата. Если обеспечить при этом стабильный режим движения предлагаемого сошника, при котором он будет катиться без буксования и проскальзывания, то его тяговое сопротивление будет намного меньше, чем в существующих устройствах. Все это в совокупности даст возможность в более широком диапазоне варьировать скоростью движения сошниковой системы при посеве, сделать эффективным использование
Рис. 3 . Схема расположения семян при рядовом посеве с междурядьем 12,5 см и 6,25 см
Подтвердить или опровергнуть эти утверждения могли только лабораторно-полевые исследования. Они проводились на селекционной сеялке СН-10, которая была переоборудована комбинированными однодисковыми сошниками с нулевым углом атаки и симметрично расположенными двухсторонними ребордами-бороздкообразователями. В первичном образце сошника в качестве устройств загартывания почвенной щели и выравнивания ее поверхности использовались сферические диски.
Первые же эксперименты показали, что узкорядный посев предлагаемым сошником возможен и исследования в этом направлении нужно продолжать. Однако эти же эксперименты выявили недостатки конструкции сошника. Система, предусмотренная для образования рядков и укладывания семян в них, работала без нареканий и согласно заявленной технологической схеме. При этом элементы сошника практически не отбрасывали почву на рядом идущие устройства. Система же закрытия семян почвой нуждалась в серьезной доработке. Сферические загортачи, закрепленные сзади сошника на семенаправителях имели небольшой угол атаки, и поэтому выполняли не только свою прямую функцию - закрытие почвенной щели, но и изрядно забрасывали землей соседние сошники. Особенно это было заметно при скорости движения свыше 10 км/ч. Выявленный недостаток конструкции сошника был устранен путем замены сферических дисков на пружинные загортачи.
Заключение
Таким образом, в статье предложена перспективная конструкция комбинированного однодиско-вого сошника с нулевым углом атаки и симметричными ребордами-бороздкообразователями. Первичные лабораторно-полевые эксперименты показали, что данная конструкция сошника работоспособна и позволяет производить узкорядный посев мелкосемянных культур с более рациональным распределением семян по площади питания, а также с оптимальной и более равномерной глубиной заделки. Серьезное снижение выброса почвы и тягового сопротивления испытуемого сошника при работе позволяет существенно увеличить диапазон скоростей движения сошниковых групп, а значит расширяет возможность выбора более экономичной скорости трактора при посеве сельскохозяйственных культур. Дальнейшие экспериментально-теоретические исследования предлагаемой конструкции должны быть направлены на определение наиболее рациональных его параметров с учетом более качественной заделки семян и уменьшения затрат при выполнении их сева.
ЛИТЕРАТУРА
1. Петровец, В. Р. Обзор и исследование одно- и двухстрочных современных дисковых сошников / В. Р. Петровец, Н. В. Чайчиц, С. В. Авсюкевич // Вестник БГСХА. - 2009. - №1. - С. 152-158.
2. Петровец, В. Р. Технологии и машины для посева зерновых культур / В. Р. Петровец, Н. В. Чайчиц, С. В. Авсюкевич. - Горки, 2008. - С. 4-5.
3. Арзуманян, А. С. Исследование работы сошников на повышенных скоростях: автореф. дис. канд. техн. наук. 05.20.01 / А. С. Арзуманян. - Л.: Пушкин, 1963. - 13 с.
4. Донец, С. М. Исследования технологического процесса заделки семян дисковыми сошниками при работе сеялки на повышенных скоростях: дис. канд. техн. наук: 05.20.01 / С. М. Донец. - Киев, 1963. - 191 с.
5. Набатян, М. П. Экспериментальное теоретическое исследование параметров дисковых сошников зерновой сеялки для работы на повышенных скоростях: дис. канд. техн. наук: 05.20.01 / М. П. Набатян. - М., 1972. - 166 с.
6. Майонов, В. В. К вопросу обоснования оптимальных параметров посевных машин / В. В. Майнов // Вопросы сельскохозяйственной механики. - Минск: Ураджай, 1967. - С. 99-153.
7. Мацепуро, М. Е. Основные предпосылки к разработке технологии посева / М. Е. Мацепуро, В. А. Новичихин // Вопросы технологии механизированного с.-х. производства. - Минск: Госиздат БССР, 1963. - С. 132-175.
8. Николайчук, В. П. Исследования основных параметров зерновых сеялок: дис. канд. техн. наук: 05.20.01 / В. П. Николайчук. - М. 1971. - 171 с.
9. Семенов, А. Н. Влияние конструктивных углов сошника на его тяговое сопротивление / А. Н. Семенов, В. Н. Левенец // Труды Кишин. с.-х. ин-та, т. 33, вып. 1. - Кишинев: Картя Молдовяске, 1964. - С. 126-139.
