CC BY
15
УДК 631.331.024.2/3
КОНСТРУКЦИЯ КОМБИНИРОВАННОГО СОШНИКА ДЛЯ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; А. Н. Калабушев, аспирант;
В. В. Шумаев, канд. техн. наук, доцент; Т. А. Кирюхина, канд. техн. наук, доцент.
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 -равномерность распределения семян и удобрений основной и стартовой доз, удобрений по длине и глубине борозды, при исключении забивания выходных отверстий туконапра-вителя и семяпровода.
Приведены данные о сошниках для посева зерновых культур, отмечен ряд их существенных недостатков: раскатывание семян и удобрений по дну борозды и засыпание борозды до попадания в неё семян и удобрений, попадание семян и удобрений на вращающиеся диски сошника, что приводит к нарушению равномерности распределения семян и удобрений по глубине и длине рядка, перемешивание слоя основной доз удобрений со слоем, где располагаются семена, что приведет к снижению урожайности культуры.
В ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ разработан и изготовлен новый тип сошника, который отвечает заданным условиям. Комбинированный сошник установлен на сеялке СЗ-5,4 и испытан при посеве зерновых культур в полевых условиях.
Ключевые слова: равномерность распределения семян и удобрений, стартовая и основная дозы удобрений, удобрение, качество посева, дисковый сошник, направитель семян, направитель удобрений, уплотнитель, семена.
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 и удобрений при посеве и равномерность их распределения по длине борозды - наиболее важные факторы, от которых зависят всхожесть, рост и развитие растения, товарное качество полученного продукта при увеличении урожайности культуры [2, 3].
Из анализа существующих конструкций сошников нами взяты за образцы несколько сошников.
Известно устройство для посева зерновых культур [4] включающее раму, смонтированный на раме по крайней мере один грядиль, на котором последовательно установлены сошник с семяпроводом и при-жимно-прикатывающие катки. К недостаткам данного сошника можно отнести размещение патрубка семяпровода впереди рыхлителя, и образованная им борозда вместе с семенами, высеянными семяпроводом, будет разрушаться и перемешиваться с почвой рыхлителем, установленным следом за семяпроводом. При этом семена распределяются на разной глубине и неравномерно по площади питания, а высеянные удобрения через патрубок ту-копровода будут смешаны с семенами без почвенной прослойки. Установка семяпро-
вода и тукопровода на установленном расстоянии от почвы также приведет к смешиванию семян и удобрений с почвой и нарушению почвенной прослойки, Расположение плоскостей выходных отверстий семяпровода и тукопровода под острым углом к дну борозды, приведет к забиванию выходных отверстий почвой при опускании сошника в работу, что приведет к снижению урожайности культуры и повышению затрат на производство культуры.
Известен патент аппарата для высева семян [5], содержащий открыватель с двойным диском, который подает материал в пространство между дисками, чтобы проходить в щель, открытую в почве дисками. Недостатком данного аппарата для высева семян является отсутствие стартовой дозы удобрений, которая вносится в почву вместе с семенами. Основная доза, вносится предпочтительно в стороне от семян в щель образованную дисками, что повлияет на недостаток питания семян в начальный и дальнейший периоды его вегетационного развития. Глубина щели, не всегда совпадает с глубиной хода дискового сошника, так как сыпучая почвенная масса располагается в задней плоскости передней части сошника, следовательно почвенная прослойка между семенами и удобрениями будет постоянной величины, так же установка средства второй подачи рядом с внешней поверхностью каждого диска, чтобы подавать материал на почву рядом с
Нива Поволжья № 2 (47) май 2018 123
указанной щелью, повлечет за собой забивание почвой пространства между дисками и средством второй подачи во время работы дисков, что скажется на пробуксовке, остановке дисков и нарушении технологического процесса работы аппарата. Кроме того средство второй подачи будет мешать образованию борозды дисками за счет торможения почвы, которая отбрасывается дисками в стороны. Указанный трубчатый элемент для зацепления с почвой, имеющий отверстия на нижнем конце, лежащие в плоскости, которые входят вверх и назад подострым углом к основанию поверхности, будут забиваться почвой при опускании его в работу, что так же приведет к нарушению технологического процесса и остановке сошника. Все перечисленные недостатки скажутся на равномерности распределения семян и удобрений по длине и глубине с нарушением почвенной прослойки, что приведет к снижению урожайности культуры.
Известные дисковые и комбинированные сошники [6-11] имеют все выше перечисленные недостатки, так как в них на-правитель семян выполнен в виде пластины, а рыхлитель - в виде желоба открытого типа. В них семена попадают на диски сошника и вовлекаются во вращение вместе с дисками и затем укладываются на осыпь борозды, что нарушает глубину заделки семян и равномерность распределения семян по длине борозды. Такие конструкции сошников не удовлетворяют агротехническим требованиям, что сказывается на снижении урожайности культуры.
Размещение семян и удобрений в борозде показывает, что глубина их заделки не всегда совпадает с глубиной хода сошника. Объясняется это тем, что сыпучая почвенная масса, огибая щеки, заходит во внутреннее пространство сошника и располагается по некоторой наклонной поверхности. Чтобы обеспечить равномерную заданную глубину заделки семена и удобрения необходимо направить через закрытые семя- и туко- направители, куда осыпь не попадает и где дно борозды будет горизонтально [14]. В данной сельскохозяйственной посевной машине выполнить это условие невозможно, так как при смещении копирующих колес с радиальной подвеской в вертикальной плоскости середина площадки контакта копирующего колеса смещается относительно точки сброса семян семяпровода вперед-назад. Семена не попадают к передней части лемехов, а укладываются на осыпь, что изменяет глубину посева [14]. Все это ведет к снижению уро-
жайности культуры и качества семян.
В настоящее время в ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ разработан, изготовлен и испытан в полевых условиях комбинированный сошник для посева зерновых культур (Заявка в ФИПС № 2018100416 от 09.01.2018 года на патент «Комбинированный сошник»).
Заявленное изобретение направленно на устранение вышеописанных недостатков и при его использовании получен следующий технический результат: повышение равномерности распределения основной, стартовой доз удобрений и семян по длине борозды на заданной глубине с заданной почвенной прослойкой; повышение всхожести семян за счет формирования уплотненного ложа для семян и стартовой дозы удобрений; повышение производительности агрегата за счет значительного сокращения времени на остановки, вызванные забиванием выходных отверстий туконаправителя и трубчатого семяпровода. Все это улучшает качество посева семян и удобрений, что приводит к повышению урожайности культуры.
Описание конструкции комбинированного сошника.
Комбинированный сошник содержит стойку 1 с горловиной 2 и воронкой 3, закрепленными на ней под углом друг к другу двумя дисками 4, туконаправитель 5, установленный с возможностью внесения основной дозы удобрений в прорезаемую дисками 4 борозду, трубчатый семяпровод 6 для внесения семян вместе со стартовой дозой удобрений и расположенный следом за туконаправителем 5 со смещением относительно него вверх уплотнитель 7 ложа для семян и заделывающий рабочий орган 8, при этом два диска 4 комбинированного сошника установлены под углом 10-12° [14]. Туконаправитель 5 и трубчатый семяпровод 6 выполнены из трубы эллипсовы-идного по форме поперечного сечения. Большие оси эллипсов труб туконаправи-теля 5 и трубчатого семяпровода 6 совпадают с продольной вертикальной плоскостью симметрии комбинированного сошника. Нижняя часть туконаправителя 5 отогнута назад, в сторону, противоположную движению комбинированного сошника, по дуге окружности радиусом равным R=300мм [15], а верхняя часть туконаправителя 5 имеет два ушка 9, при этом торцевая поверхность ушков 9 выполнена параболической формы и идентична торцевой поверхности нижней части воронки 3 горловины 2 стойки 1. Торцевая поверхность ушков туконаправителя плотно при-
легает к торцевой поверхности нижнеи части воронки 3 горловины 2 стойки 1. Нижняя часть туконаправителя 5 имеет выходное отверстие 10, расположенное в поперечно-вертикальной плоскости, направленной относительно продольно-вертикальной плоскости симметрии комбинированного сошника. Основание выходного отверстия 10 расположено на горизонтальной плоскости, совпадающей с нижней частью режущих кромок двух дисков 4 комбинированного сошника. Туконаправитель 5 закреплен неподвижно к стойке 1 комбинированного сошника с помощью усиленного ребром жесткости 12 кронштейна 11, который установлен по месту крепления внутренних чистиков 13 комбинированного сошника.
Верхняя часть кронштейна 11, расположенная выше места крепления кронштейна к стойке 1, имеет полку 14, которая отогнута под прямым углом к плоскости кронштейна 11, а нижняя часть трубчатого семяпровода 6 отогнута назад, в сторону, противоположную движению комбинированного сошника, по дуге окружности радиусом R=300мм. Трубчатый семяпровод 6 имеет в верхней части горловину 15, вы-
полненые как единое целое из трубы диаметром 40 мм. Горловина 15 неподвижно закреплена к полке 14 кронштейна 11. В нижней части трубчатый семяпровод 6 имеет выходное отверстие 16, расположенное в поперечно-вертикальной плоскости, направленной относительно продольно-вертикальной плоскости симметрии комбинированного сошника. Под выходным отверстием 16 на трубчатом семяпроводе 6 установлен уплотнитель ложа для семян 7, выполненный в форме криволинейного клина, который имеет две боковые рабочие грани, имеющие наклон, равным наклону стенок борозды, прорезаемой дисками комбинированного сошника и опорную рабочую грань ab, шириной 14 мм, равной ширине дна борозды, прорезаемой дисками 4 комбинированного сошника. Опорная рабочая грань ab криволинейного клина расположена горизонтально, а трубчатый семяпровод 6 смещён относительно туконаправителя вверх на величину h, равную 30-40 мм, замеренную от опорной рабочей грани криволинейного клина до основания выходного отверстия 10 туконаправителя 5. Расстояние l между плоскостями выходных отверстий трубчатого семяпровода и
Схема комбинированного сошника: 1 - стойка; 2 - горловина; 3 - воронка; 4 - диски; 5 - туконаправитель; 6 - семяпровод; 7 - уплотнитель; 8 - заделывающий рабочий орган; 9 - ушко; 10 - выходное отверстие; 11 - кронштейн; 12 - ребро жесткости; 13 - чистики; 14 - полка; 15 - горловина; 16 - выходное отверстие; 18 - загортач и-образной формы
Нива Поволжья № 2 (47) май 2018 125
туконаправителя, по горизонтали равно 4050 мм. На трубчатом семяпроводе 6 установлен дополнительный заделывающий орган в виде загортача и-образной формы 17. Высота ^ установки загортача 16, замеренная от основания выходного отверстия туконаправителя, равна 90-100 мм., а сам загортач 8 выполнен из прутка круглого сечения диаметром равным 10-12 мм, при этом свободные концы и-образного загортача 17 установлены с зазором б, равным не более -5 мм, от внутренних плоскостей дисков 4 комбинированного сошника. Свободные концы и-образного загорточа 17 установлены горизонтально. Трубчатый семяпровод 6 в нижней части дополнительно закреплен неподвижно к полке 14 кронштейна 11 крепления туконаправителя 5 с помощью соединительной планки 18, установленной неподвижно на трубчатом семяпроводе 6 выше загортача
8. Следом за трубчатым семяпроводом 6, на уровне загортача 8, установлен заделывающий рабочий орган и-образной формы 17, выполненный из прутка круглого сечения диаметром 12-14 мм. Загортач 8 имеет рабочую ширину захвата равную 150 мм.
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 и удобрений по глубине заделки и длине борозды. Также не происходит перемешивание основной дозы удобрений с семенами и стартовой дозой удобрений. Все эти факторы влияют на повышение урожайности возделываемой культуры.
Литература
1. Посевные машины: Теория, конструкция, расчет / Н. П. Ларюшин, А. В. Мачнев, В. В. Шума-ев [и др.]. - Москва: Росинформагротех, 2010. - 292 с.: ил.
2. Ларюшин, Н. П. Теоретические исследования сошника с бороздообразующим рабочим органом / Н. П. Ларюшин, А. В. Мачнев, В. В. Шумаев // Нива Поволжья. - 2010. - № 1. - С. 58-61.
3. Ларюшин, Н. П. Теоретические исследования комбинированного сошника для одновременного разноуровневого внесения удобрений и посева семян / Ларюшин Н. П., Кувайцев В. Н., Буч-ма А. В., Шумаев В. В. // Нива Поволжья. - 2014. - № 1. - С. 82-88.
4. Патент РФ № 2483518, МПК A01C 7/20 (2006.01) Устройство для посева зерновых культур за один проход агрегата по необработанному полю / М. В. Каримов, Д. В. Квиткин, А. Д. Квиткин -опубл. 10.06.2013. Бюл № 16
5. Патент United Kingdom (GB) № 8033764 от 07.05.1981.
6. Патент РФ № 2223625,, МПК A01C 7/20 (2006.01) Комбинированный однодисковый сошник / В. Г Абезин., В. В. Карпунин, А. М. Салдаев - опубл. 20.02.2004. Бюл № 11
7. Патент РФ № 2340151,, МПК A01C 7/20 (2006.01) Ярусный дисково-анкерный сошник / М. К. Шайков, А. Ю. Измайлов, Х. Х. Шайлудинов - опубл. 10.12.2008. Бюл № 34
8. Патент РФ № 2577411,, МПК A01C 7/20 (2006.01) Комбинированный однодисковый сошник / В. Г. Абезин, В. А. Моторин, Д. В. Скрипкин, В. В. Тимошенко - опубл. 20.06.2016. Бюл № 8
9. Патент РФ № 2256316,, МПК A01C 7/20 (2006.01) Комбинированный однодисковый сошник /
B. Г. Абезин, Д. А. Сердюков, А. Н. Цепляев, М. Н. Шапров - опубл. 20.07.2005. Бюл № 20
10. Патент РФ № 2415543,, МПК A01C 7/20 (2006.01) Посевная секция зернотуковой сеялки / Н. Ф. Скурятин, С. В. Мерецкий, А. С. Новицкий, С. В. Еремин - опубл. 10.04.2011. Бюл № 11
11. Патент РФ № 2350064,, МПК A01C 7/00 (2006.01) Способ посева зерновых культур с внесением минеральных удобрений и устройство для его осуществления / Н. Ф. Скурятин,
C. В. Мерецкий, А. Н. Скурятин - опубл. 27.03.2009. Бюл № 9
12. Авторское свидетельство СССР № 209103, МПК А01С 7/20 Двухдисковый сошник / Д. А. Глейберсон, М. К. Малев. - опубл. 17.01.1968. Бюл. № 4
13. Авторское свидетельство СССР № 1727620, МПК А01С 7/20 Сошник для ленточного внесения минеральных удобрений /В. В. Адамчук, В. И. Амелькин, В. В. Ратушный, В. Б. Онищенко. -опубл. 23.04.1992. Бюл. № 15
14. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Н. И. Кленин, В. А. Сакун. -Москва: Колос, 1994. - 751 с.: ил.
15. ГОСТ 26244-84. Обработка почвы предпосевная. Требования к качеству и методы определения. - 1 с.
16. Kukharev, O. N. The technology of obtaining high-quality seeds of sugar beet / O. N. Kukharev, A. V. Polikanov, I. N. Semov // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2017. - Т. 8. - № 1. - С. 1210-1213.
17. The technical solution for a laminated coating on a rounded surfaces Kukharev O. N., Semov I. N., Rylyakin E. G. // Contemporary Engineering Sciences. - 2015. -Т. 8. - № 9. С. 481-484.
UDK 631.331.024.2/3
DESIGN OF A COMBINED OPENER FOR SOWING GRAIN CROPS
N.P. Larushin, doctor of technical sciences, professor; A.N. Kalabushev, postgraduate student;
V. V. Shumayev, candidate of technical sciences, assistant professor;
T.A. Kirukhina, candidate of technical sciences, assistant professor
FSBEE HE Penza SAU, Russia, telephone: (8-8412) 62-85-17, e-mail: sha_penza@mail. Ru
The article deals with examining the most significant problems when sowing grain crops - uniformity of distribution of seeds and fertilizer, the basic and starting rates of fertilizers on the length and depth of the furrows, with the exception of plugging the vents of seed tube.
Data on openers for sowing grain crops are presented in the article, a number of their significant drawbacks are noted: rolling out seeds and fertilizers on the bottom of the furrow and filling the furrow before the seeds and fertilizers enter it, the entering seeds and fertilizers on the rotating disks of the opener, which leads to a violation of the uniformity of the distribution of seeds and fertilizers in depth and length of the row, mixing the layer of the main amount of fertilizers with the layer where the seeds are located, which will lead to a decrease in crop yield.
In FSBEE HE Penza SAU a new type of opener, which meets the specified conditions has been developed and manufactured. The combined opener is mounted on the seeder S3-5,4 and tested when sowing grain crops in field conditions.
Key words: uniformity of distribution of seeds and fertilizers, starting and basic rates of fertilizers, fertilizer, sowing quality, disc opener, seed guide, fertilizer guide, sealing device, seeds.
References:
1. Sowing machines: Theory, design, calculation / N. P. Laryushin, A.V. Machnev, V. V. Shumayev [et al.]. - Moscow: Rosinformagrotekh, 2010. - 292 p.: Il.
2. Laryushin, N. P. Theoretical study of the opener with furrow-forming operating body / N. P. Laryushin, A. V. Machnev, V. V. Shumayev // Niva Povolzhya. - 2010. - No. 1. - P. 58-61.
3. Laryushin, N. P. Theoretical study of the combined opener for multilevel simultaneous fertilizer application and sowing of seeds / Laryushin N. P., Kuvaytsev V. N., Buchma, A. V., Shumayev V.V. // Niva Povolzhya. - 2014. - No. 1. - P. 82-88.
4. RF patent № 2483518, IPC A01C 7/20 (2006.01) a Device for planting grain crops for one pass of aggregate on the raw field / M. V. Karimov, D. V. Kvitkin, A. D. Kvitkin - publ. 10.06.2013. Bul No. 16
5. United Kingdom patent (GB) No. 8033764 of 07.05.1981.
6. RF patent № 2223625,, IPC A01C 7/20 (2006.01) Combined single-disc opener / V. G Abezin., V. V. Karpunin, A. M. Saldayev - publ. 20.02.2004. Bul No. 11
7. RF patent № 2340151,, IPC A01C 7/20 (2006.01) Tiered disk-anchor opener / M. K. Shaikov, A. Yu. Izmailov, Kh.Kh. Shailudinov - publ. 10.12.2008. Bulletin No. 34
8. RF patent № 2577411,, IPC A01C 7/20 (2006.01) Combined single-disc opener / V.G. Abezin, V. A. Motorin, D. V. Skripkin, V. V. Timoshenko - publ. 20.06.2016. Bulletin No. 8
9. RF patent № 2256316,, IPC A01C 7/20 (2006.01) Combined single-disc opener / V.G. Abezin, D. A. Serdyukov, A. N. Tseplyayev, M. N. Shaprov - publ. 20.07.2005. Bulletin No. 20
10. RF patent № 2415543,, IPC A01C 7/20 (2006.01) Sowing section of grain seeder / N. F. Skura-tin, S. V. Meretsky, A. S. Novitsky, S. V. Yeremin - publ. 10.04.2011. Bul No. 11
11. RF patent № 2350064,, IPC A01C 7/00 (2006.01) Method of sowing grain crops with introduction of mineral fertilizers and device for its implementation / N. F. Skuratin, S. V. Meretsky, A. N. Skura-tin - publ. 27.03.2009. Bulletin No. 9
12. Copyright certificate of the USSR No. 209103, IPC A01C 7/20 Double-disc opener / D. A. Glei-berson, M. K. Malev. - publ. 17.01.1968. Bull. No. 4
13. Author's certificate of the USSR № 1727620, MPK A01S 7/20 Opener for band application of mineral fertilizers /V.V. Adamchuk, V. I. Amelkin, V. V. Ratushny, V. B. Onishchenko. - publ. 23.04.1992. Bull. No. 15
14. Klenin, N. I. Agricultural and reclamation machines / N. I. Klenin, V. A. Sakun. - Moscow: Kolos, 1994. - 751 p.: Il.
15. State standard 26244-84. Pre-sowing soil treatment. Quality requirements and methods of determination. - 1 p.
16. Kukharev, O. N. The technology of obtaining high-quality seeds of sugar beet / O. N. Kukharev, A. V. Polikanov, I. N. Semov // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2017. - Vol. 8. - № 1. - P. 1210-1213.
17. The technical solution for a laminated coating on a rounded surfaces Kukharev O. N., Semov I. N., Rylyakin E. G. // Contemporary Engineering Sciences. - 2015. -T. 8. - № 9. - P. 481-484.
Нива Поволжья № 2 (47) май 2018 127
