CC BY
35
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 631.331+631.315.2
КОНСТРУКЦИЯ КОМБИНИРОВАННОГО СОШНИКА ДЛЯ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
И. В. Волошин, аспирант; Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор;
В. Н. Кувайцев, канд. техн. наук; В. В. Шумаев, канд. техн. наук, доцент;
Д. В. Ванин, аспирант
ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, Россия, т. (8-8412) 62-85-17, e-mail: sha_penza@mail.ru
Рассматривается решение наиболее важных проблем при посеве зерновых культур - уплотнение стенок и дна борозды, без осыпания борозды во время раскладки семян по дну борозды, раскладка семян по дну борозды равномерным потоком при исключении их раскатывания и исключение попадания семян на вращающиеся диски сошника. При этом обеспечивается равномерность распределения семян по глубине и длине борозды.
Приведены данные о сошниках для посева зерновых культур, отмечен ряд их существенных недостатков: разуплотнение стенок и дна борозды, сформированной сошником, раскатывание семян по дну борозды и засыпание борозды до попадания в неё семян, попадание семян на вращающиеся диски сошника, что приводит к нарушению равномерности глубины заделки семян и нарушению равномерности распределения семян по длине борозды и снижению урожайности культуры.
В ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ разработан и изготовлен новый тип сошника, который выполняет заданные условия. Комбинированный сошник установлен на сеялке СЗ-5,4 и испытан при посеве зерновых культур в полевых условиях.
Ключевые слова: равномерность распределения семян, качество посева, дисковый сошник, направитель семян, рыхлитель, зерновые культуры.
Введение
Посев зерновых культур в настоящее время является одним из основных технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур, которому уделяется особое внимание не только в России, но и за рубежом [1].
Равномерность глубины заделки семян при посеве и равномерность их распределения по длине борозды - наиболее важные факторы, от которых зависят всхожесть, рост и развитие растения, товарное качество полученного урожая при увеличении урожайности культуры [2-4]. Из анализа существующих конструкций сошников нами взяты за аналоги несколько механизмов, в частности сошник [5], содержащий корпус, два диска, установленных под углом друг к другу, и полозовидный нож, при этом диски расположены между щек поло-зовидного ножа, который снабжен установ-
ленным под дисками и прикрепленным к его щекам бороздообразователем с на-ральником килевидной формы.
К недостаткам сошника можно отнести применение полозовидного ножа бороздо-образователя, установленного перед дисками, увеличивающего сопротивление сошника при движении его в почве, при этом применяемый полоз не исключает налипание на него почвы и сгруживание почвы перед сошником.
Известен сошник [6], содержащий корпус, поводок для крепления к раме, два плоских заостренных диска, направитель семян, чистик, причем сошник снабжен фигурной пластиной из высокоизносостойкой стали, которая жестко закреплена с помощью переходника к корпусу сошника.
К недостаткам сошника можно отнести налипание почвы на фигурную пластину, при этом происходит плохое уплотнение
дна борозды и сдвигание семян вдоль борозды, что приводит к нарушению равномерности распределения семян по глубине и длине борозды.
Известен сошник [7], содержащий бо-роздообразующий диск, установленный на раме с поводком, на котором расположена нажимная штанга с пружиной, направитель семян, расположенный за бороздообра-зующим диском, запорный клапан, загор-тач-ограничитель глубины хода сошника; направитель семян в нижней передней части снабжен двусторонним чистиком, загортач-ограничитель глубины хода сошника смонтирован на раме за направите-лем семян.
К недостаткам сошника можно отнести установку направителя семян за бороздо-образующим диском выше уровня почвы, что приводит к осыпанию почвы в борозду до того, как семена попадут на её дно, следовательно, нарушается глубина заделки семян. Установка чистика диска в почве ведет к его забиванию растительными остатками и почвой, при этом бороздо-образующий диск идет с пробуксовкой либо останавливается совсем и сошник будет грудить почву. Все это приведет к снижению урожайности культуры.
Известен сошник [8], содержащий корпус и два диска, при этом между дисками установлены пластина для образования горизонтального профиля семенного ложа и рассеиватель семян за ней.
К недостаткам сошника можно отнести изготовление рассеивателя семян в виде пластины, что при работе сошника приводит к попаданию семян на диски сошника и вовлечению их во вращение вместе с диском, при этом нарушается равномерность подачи и распределения семян в борозде по глубине и по длине борозды.
Известны сошник и устройство для заделки семян [9] и дисковый сошник [10], включающие два диска, семянаправитель и устройство для заделки семян.
К недостаткам данных сошников можно отнести изготовление семянаправителя вертикальным и открытого типа, а также отсутствие приспособления для предварительного уплотнения стенок и дна борозды, что приводит к осыпанию стенок борозды до попадания в неё семян [11, 12], что приводит к нарушению равномерности распределения семян по глубине и снижению урожайности культуры.
Известна сошниковая батарея [13], включающая вал, сферические диски и установленные между ними стойки с туко- и семяпроводами, причем на каждой стойке
закреплены парные наральники, нижние кромки которых размещены на уровне нижней кромки сферических дисков.
К недостаткам относится то, что сошниковая батарея, а также наральники жестко крепятся к раме сеялки на одном валу, без использования преимуществ подвески сошника, что отрицательно сказывается на равномерности глубины посева.
Известен сошник [14], содержащий корпус, два диска, установленные под углом друг к другу на корпусе, направитель семян и рыхлитель в виде двугранного клина, расположенного спереди между дисками, при этом рыхлитель снабжен стабилизатором, выполненным в виде крыльев, закрепленных в его нижней части.
К недостаткам сошника можно отнести изготовление направителя семян в форме пластины, а рыхлителя в виде желоба открытого типа, что приводит к попаданию семян на диски сошника и вовлечению во вращение их вместе с дисками, при этом нарушается глубина заделки семян и распределение семян по длине рядка. Кроме того, стабилизатор, выполненный с крыльями, создает колебания сошника в продольно-вертикальной плоскости, что также скажется на равномерности распределения семян по глубине заделки и по длине борозды.
Серийные сошники имеют все вышеперечисленные недостатки, так как в них на-правитель семян выполнен в виде пластины, а рыхлитель - в виде желоба открытого типа, при этом семена попадают на диски сошника и вовлекаются во вращение вместе с дисками и затем укладываются на осыпь борозды, при этом нарушается глубина заделки семян и равномерность распределения семян по длине борозды. Такие конструкции сошников не удовлетворяет агротехническим требованиям, что сказывается на снижении урожайности культуры.
В настоящее время в ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ разработан, изготовлен и испытан в полевых условиях комбинированный сошник для посева зерновых культур (Заявка в ФИПС № 2017101930 от 20 января 2017 года на патент «Сошник»).
Заявленное изобретение направлено на устранение вышеописанных недостатков, и при его использовании получен следующий результат: уплотнение стенок и дна борозды без осыпания борозды во время раскладки семян по её дну, отсутствие забивания сошника почвой, сохранение устойчивого хода сошника, а также выравнивание потока семян, раскладка семян
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 57
по дну борозды равномерным потоком при исключении их раскатывания и исключение попадания семян на вращающиеся диски сошника [15-17]. При этом обеспечивается равномерность глубины заделки семян и равномерность распределения их по длине борозды. Все это улучшает качество посева семян, что приводит к повышению урожайности культуры.
Описание конструкции комбинированного сошника.
Сошник включает корпус 1 (рис. 1), два диска 2, установленные под углом друг к другу на корпусе 1, направитель 3 семян и рыхлитель 4. Направитель 3 семян и рыхлитель 4 выполнены как единое целое и при этом закрытого типа. Направитель 3 семян и рыхлитель 4 расположены между дисками 2 сошника и установлены в задней части сошника ниже воронки 5 горловины 6 корпуса 1 сошника. Направитель 3 семян и рыхлитель 4 выполнены из трубы, например, круглого сечения. При помощи раструба 7 направитель 3 семян соединен с воронкой 5 горловины 6 корпуса 1 сошника, при этом направитель 3 семян направлен в сторону, противоположную движению сош-
ника, и наклонен под углом а, равном 60 градусов к горизонтали по ходу движения сошника. Зазоры между дисками 2 сошника и боковыми поверхностями направителя 3 семян, замеренные около режущих кромок задней части дисков 2 сошника, равны не менее 10 мм с каждой стороны боковой поверхности направителя 3 семян. При этом рыхлитель 4 расположен вертикально и верхней частью присоединен неподвижно к задней части направителя 3 семян. Место соединения аЬ рыхлителя 4 и направителя
3 семян не выходит за контуры режущих кромок задней части дисков 2 сошника. При этом часть рыхлителя 4, расположенная ниже места соединения аЬ рыхлителя
4 с направителем 3 семян, выходит за контуры режущих кромок задней части дисков 2 сошника вертикально вниз. Нижняя часть 8 рыхлителя 4 отогнута назад, в сторону, противоположную движению сошника, по дуге окружности. При этом нижняя отогнутая часть 8 рыхлителя 4 имеет выходное отверстие 9 (рис. 1, рис. 2), которое не выходит за пределы поперечно-вертикальной плоскости, направленной относительно продольно-вертикальной плоскости сим-
/ 5 6 7
АУ ЖУЯ] \11\12_
Рис. 1. Схема сошника: 1 - корпус; 2 - диск; 3 - направитель семян; 4 - рыхлитель; 5 - воронка; 6 - горловина; 7 - раструб; 8 - нижняя отогнутая часть рыхлителя; 9 - выходное отверстие; 10 - пустотелый криволинейный клин; 11 - пятка; 12 - подошва; 13 - наклонное овальное ребро; 14 - кронштейн; 15 - ребро жесткости; 16 - внутренние чистики сошника
метрии сошника (рис. 1). Основание нижней отогнутой части 8 рыхлителя 4, расположенное ниже горизонтальной плоскости, проведенной через середину выходного отверстия 9 нижней отогнутой части 8 рыхлителя 4, выполнено в форме пустотелого криволинейного клина 10 (рис. 1, рис. 2). Он имеет две боковые рабочие грани ADE и BCM (рис. 2) и опорную грань DEMC, выполненную шириной, равной ширине b борозды по её дну. Боковые рабочие грани ADE и BCM пустотелого криволинейного клина 10 выполнены с наклоном, равным наклону стенок борозды, образованной дисками 2 сошника, при этом верхний контур этих граней выполнен по ребрам AE и BM, образованным при переходе цилиндрической поверхности нижней отогнутой части 8 рыхлителя 4 к двум боковым рабочим граням ADE и BCM пустотелого криволинейного клина 10. Ребра AE и BM расположены в горизонтальной плоскости, проведенной через середину выходного отверстия 9 нижней отогнутой части 8 рыхлителя 4.
Рис. 2. Схема нижней отогнутой части рыхлителя: 4 - рыхлитель; 8 - нижняя отогнутая часть рыхлителя; 9 - выходное отверстие; 10 - пустотелый криволинейный клин; 11 - пятка; 12 - подошва; 13 - наклонное овальное ребро
К низу опорной грани DEMC пустотелого криволинейного клина 10 прикреплена неподвижно пятка 11 с подошвой 12, при этом последняя выполнена горизонтально, а ширина b (рис. 2) пятки 11 с подошвой 12 равна ширине b опорной грани DEMC пустотелого криволинейного клина 10. В передней части пятки 11, снизу опорной грани DEMC пустотелого криволинейного клина 10, установлено наклонное овальное ребро 13, контур которого показан на рисунке наложенным сечением K. Наклонное овальное ребро 13 сопряжено с опорной гранью DEMC пустотелого криволинейного клина 10 и с задней частью пятки 11 и имеет тупой угол ß (рис. 1) вхождения в почву, равный 172 градусам. Боковые рабочие грани ADE и BCM (рис. 2) пустотелого криволинейного клина 10, пятка 11 с подошвой 12 и наклонное овальное ребро 13 изготовлены из износостойкого материала. Контур выходного отверстия 9 нижней отогнутой части 8 рыхлителя 4 состоит из верхнего и нижнего контуров, при этом верхний контур выходного отверстия 9 нижней отогнутой части 8 рыхлителя 4 выполнен по дуге АВ окружности радиусом, равным радиусу г проходного сечения рыхлителя 4, а нижний контур выходного отверстия 9 выполнен по кромкам AD и BC задних частей двух боковых рабочих граней ADE и BCM пустотелого криволинейного клина 10 и по кромке DC задней части опорной грани DEMC пустотелого криволинейного клина 10, выполненной радиусом, равным радиусу г проходного сечения рыхлителя 4. Рыхлитель 4 и направитель 3 семян закреплены неподвижно к корпусу 1 сошника с помощью кронштейна 14, усиленного ребром жесткости 15 (рис. 1), при этом кронштейн 14 установлен по месту крепления внутренних чистиков 16 сошника.
Вывод.
Комбинированный сошник изготовлен и испытан в полевых условиях на сеялке СЗ-5,4. Данные исследований качества работы сеялки СЗ-5,4 с комбинированными сошниками на посеве зерновых культур показали, что экспериментальные сошники оказывают существенное влияние на улучшение равномерности распределения семян по глубине заделки и длине борозды, в результате чего повышается урожайность возделываемой культуры.
Литература
1. Посевные машины. Теория, конструкция, расчет / Н. П. Ларюшин, А. В. Мачнев, В. В. Шумаев и др. - М.: Росинформагротех, 2010. - 292 с., ил.
2. Ларюшин, Н. П. Ресурсосберегающие технологии в полеводстве. Посевные машины и комплексы / Н. П. Ларюшин. - Пенза: РИО ПГСХА, 2015. - 341 с., ил.
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 59
3. Ларюшин, Н. П. Современные посевные машины: учебное пособие / Н. П. Ларюшин. -Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - 100 с.
4. Ларюшин, Н. П. Технологии и комплексы машин в растениеводстве / Н. П. Ларюшин. -Пенза: РИО ПГСХА, 2016. - 167 с.
5. Авторское свидетельство СССР № 1273006 А1, МПК А01С 7/20 Сошник / В. А. Насонов, М. С. Хоменко, В. А. Зырянов, И. И. Зайцев - опубл. 30.11.1986. Бюл. № 44
6. Патент РФ № 2435356 С1, МПК А01С 7/20 (2006.01) Сошник / С. А. Ивженко,
A. В. Перетятько, А. Е. Сарсенов - опубл. 10.12.2011. Бюл. № 34
7. Патент РФ № 2224401 С1, МПК А01С 7/20 (2006.01) Сошник / С. А. Ивженко, Д. В. Боков, Е. Н. Плешков - опубл. 27.02.2004
8. Патент РФ № 2427124 С1, МПК А01С 7/20 (2006.01) Сошник / В. В. Тумурхонов, Д. Н. Раднаев, И. Ф. Лобанов, С. Н. Прокопьев - опубл. 27.08.2011. Бюл. № 24
9. Свидетельство на полезную модель РФ № 37904 Ш, МПК А01С 7/20 (2006.01) Сошник и устройство для заделки семян / Р. И. Ибрагимов - опубл. 20.05.2004
10. Патент РФ № 2237396 С2, МПК А01С 7/20 (2006.01) Дисковый сошник / В. Ф. Клюстер, Ю. В. Елагин, М. С. Чекусов - опубл. 10.10.2004
11. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Н. И. Кленин,
B. А. Сакун. - М.: Колос, 1994. - 751 с.
12. ГОСТ 26244-84. Обработка почвы предпосевная. Требования к качеству и методы определения. - 1с.
13. Патент РФ № 2125359 С1, МПК А01С7/20 (2006.01) Сошниковая батарея / А. С. Путрин, Э. А. Цибарт, Е. В. Большаков - опубл. 27.01.1999. Бюл. № 28
14. Авторское свидетельство СССР № 1688796 А1, МПК А01С 7/20 Сошник / А. П. Коломиец - опубл. 07.11.1991. Бюл. № 41
15. Теоретические и экспериментальные исследования новых рабочих органов сеялки: теория, конструкция, расчет: [монография] / Н. П. Ларюшин [и др.]. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. - 184 с.
16. Ларюшин, Н. П. Теоретические и экспериментальные исследования процесса посева семян зерновых культур комбинированным сошником сеялки-культиватора: теория, конструкция, расчет: монография / Н. П. Ларюшин, А. В. Мачнев, В. В. Шумаев. - Пенза: РИО ПГСХА, 2012. - 125 с.
17. Ларюшин, Н. П. Теоретические основы расчёта рабочих органов посевных машин / Н. П. Ларюшин, А. В. Шуков, В. В. Шумаев. - Пенза: РИО ПГСХА, 2016. - 228 с.
UDK 631.331+631.315.2
CONSTRUCTION OF COMBINED OPENER FOR SOWING GRAIN CROPS
I. V. Voloshin, postgraduate student; N.P. Larushin, doctor of technical sciences, professor;
V.N. Kuvaitsev, candidate of technical sciences; V.V. Shumayev, candidate of technical sciences, assistant professor; D. V. Vanin, postgraduate student
FSBEE HE Penza SAU, Russia, telephone: (8-8412) 62-85-17, e-mail: sha_penza@mail.ru
The article deals with the most significant issues when sowing grain crops - to seal the walls and bottom of the furrow, without shedding of the furrow at the time of pickup seeds at the bottom of the furrow, to layout seeds in the bottom of the furrow in a steady stream without their rolling out and to prevent seed falling on the rotating disks of the opener. This provides uniformity of seeds distribution on the depth and length of the furrow.
The data about the openers for sowing grain crops are given in the article, a number of their main disadvantages is shown: the decompression of the walls and bottom of the furrow formed by the opener, rolling out of seeds at the bottom of the furrow and backfilling of the furrow before seeds penetrating into it, seeds falling to the rotating disks of the opener, leading to disruption of the uniformity of depth of seeding and violation of the uniformity of seed distribution along the length of the furrow and reducing crop yield.
In FSBEE HE Penza SAU there developed and manufactured a new type of opener, which meets the given requirements. The combined opener is mounted on the seeder SZ-5,4 and tested at sowing grain crops in the field conditions.
Key words: the uniformity of seeds distribution, sowing quality, disc opener, seed guide, cultivator, grain crops.
References:
1. Sowing machines. Theory, design, calculation / N. P. Larushin, A. V. Machnev, V. V. Shumayev et al. - M.: Rosinformagrotech, 2010. - 292 p., illustr.
2. Larushin, N. P. Resource-saving technologies in field production. Sowing machines and complexes / N. P. Larushin. - Penza: EPD PSAA, 2015. - 341 p., illustr.
3. Larushin, N. P. Modern sowing machines: textbook / N. P. Larushin. - Penza: EPD PSAA, 2007. -100 p.
4. Larushin, N. P. Technologies and machines complexes in crop production / N. P. Larushin. -Penza: EPD PSAA, 2016. - 167 p.
5. Copyright certificate of the USSR No. 1273006 A1, IPC A01C 7/20 Coulter / V. A. Nasonov, M. S. Khomenko, V. A. Zyryanov, I. I. Zaitsev - publ. 30.11.1986. Bull. No. 44
6. RF patent № 2435356 C1, IPC A01C 7/20 (2006.01) Opener / S. A. Ivzhenko, V. A. Peretyatko, A. Ye. Sarsenov, publ. 10.12.2011. Bull. No. 34
7. RF patent № 2224401 C1, IPC A01C 7/20 (2006.01) Opener / S.A. Ivzhenko, D. V. Bokov, Ye. N. Pleshkov - publ. 27.02.2004
8. RF patent № 2427124 C1, IPC A01C 7/20 (2006.01) Opener / V. V. Timurkhonov, D. N. Rad-nayev, I. F. Lobanov, S. N. Prokopyev, publ. 27.08.2011. Bull. No. 24
9. Certificate of utility model RF No. 37904 U1, IPC A01C 7/20 (2006.01) Opener and apparatus for seeding / R. I. Ibragimov, publ. 20.05.2004
10. RF patent № 2237396 C2, IPC A01C 7/20 (2006.01) Disk opener / V. F. Klyuster, Yu.V. Elagin, M. S. Chekusov publ. 10.10.2004
11. Klenin, N. I. Agricultural and reclamation machines / N. I. Klenin, V. A. Sakun. - M.: Kolos, 1994. - 751 p.
12. GOST 26244-84. Pre-sowing soil tillage. Quality requirements and methods of determination. - 1p.
13. RF patent № 2125359 C1, MPC A01C7/20 (2006.01) Opener battery / A. C. Putrin, E. A., Tsi-bart, Ye. V. Bolshakov, publ. 27.01.1999. Bull. No. 28
14. Copyright certificate of the USSR No. 1688796 A1, IPC A01C 7/20 Opener / A. P. Kolomiets, publ. 07.11.1991. Bull. No. 41
15. Theoretical and experimental research of new working bodies of the planter: theory, design, calculation: [monograph] / N. P. Larushin [et al.]. - Penza: EPD PSAA, 2013. - 184.
16. Laryushin, N. P. Theoretical and experimental studies of the process of sowing seeds of grain crops with combined opener of cultivator-planter: theory, design, calculation: monograph / N. P. La-rushin, A. V. Machnev, V. V. Shumayev. - Penza: EPD PSAA, 2012. - 125 p.
17. Larushin, N. P. Theoretical bases of calculation of the working bodies of sowing machines / N. P. Larushin, A. V. Shukov, V. V. Shumayev. - Penza: EPS PSAA, 2016. - 228 p.
УДК 631.331
МОДЕРНИЗАЦИЯ СОШНИКОВОЙ ГРУППЫ ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ ДЛЯ ПОДПОЧВЕННОГО РАССЕВА СЕМЯН
П. А. Емельянов, В. А. Овтов
ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, Россия, т. 8 (8412) 62-85-79, e-mail: Ovtovvlad@mail.ru
А. Г. Аксенов, А. В. Сибирев
ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Москва, Россия
Одним из основных агротехнических требований при возделывании зерновых культур является оптимальное по густоте и равномерности размещение семян по площади посева, что обеспечивает в дальнейшем равномерный рост и развитие растений и повышение урожайности культур. Основные способы посева, осуществляемые зерновыми сеялками, - рядовой и подпочвенно-разбросной (разбросной). По данным исследований разбросной способ посева дает возможность повысить урожайность зерновых культур в среднем на 10...20 % по сравнению с рядовым способом. Поэтому разработка и внедрение в производство устройств для разбросного способа посева являются весьма актуальными. Авторами работы предлагается конструкция сошника для подпочвенного разбросного посева семян зерновых культур, позволяющего повысить равномерность распределения семян по площади посева, с обоснованием его конструктивных и технологических параметров с установкой его на сеялке-культиваторе типа СЗС-2,1.
Ключевые слова: зерно, подпочвенно-разбросной рассев, агротехнические требования, урожайность, сеялка, сошник, параметры технологические и конструктивные.
Введение.
Проблема повышения качества посева сельскохозяйственных культур объясняется важностью этой операции для увеличе-
ния урожайности зерна и внедрения в производство энергосберегающих технологий за счет использования новых разработок посевных машин и их составляющих.
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 61
