CC BY
8
УДК 631.331
DOI 10.36461/NP.2021.58.1.015
КОНСТРУКЦИЯ СОШНИКА С ЗАДЕЛЫВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ БОРОЗДЫ ДЛЯ ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ
Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; С.В. Бричков, аспирант; А. В. Шуков, канд. техн. наук, доцент; Т.А. Кирюхина, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный аграрный университет» г. Пенза, Россия, тел. (8412) 628 517, E-mail: larushinnp@mail.ru
Сошник - один из наиболее ответственных рабочих органов сеялки для посева зерновых культур, так как от его работы зависит не только равномерность распределения семян по длине рядка, но и по глубине их заделки. К недостаткам имеющихся сошников можно отнести изготовление сошников без устройства для заделки семян, что приводит к закрытию борозды с семенами частично и неравномерно, только за счет осыпавшейся почвы со стенок борозды после дисков сошника, при этом частично и неравномерно заделанные семена в борозде будут распределены в почве с различной глубиной, с нарушением агротехнических требований, что, в свою очередь, приведет к снижению качественных показателей посева и урожайности культуры. Исследования, направленные на повышения качества посева зерновых культур за счет усовершенствования технологического процесса работы сошников с заделывающими устройствами борозды, являются актуальными и имеют высокое экономическое и хозяйственное значение для АПК РФ. В статье представлены устройство и принцип работы разработанного сошника с заделывающим устройством борозды. При его использовании исключается заделка семян только за счет осыпавшейся почвы со стенок борозды после дисков сошника, а также осуществляется полная и равномерная заделка борозды с семенами без их смещения вместе с почвой, обеспечивается наибольшая равномерность распределения семян по длине борозды и глубине их заделки.
Ключевые слова: диски, сошник, устройство для заделки семян, семена, пружинные пальцы._
Введение
Посев является одной из ответственных операций в технологии производства зерновых культур. Урожайность зерновых культур зависит не только от природно-климатических условий, почвенной среды обитания растений, но и от качественно выполненного посева, что позволит снизить затраты ресурсов и стоимость конечной продукции.
В настоящее время известны различные виды конструкций сошников зерновых сеялок, большинство из них имеют загор-тачи как основное средство для заделки семян на дне борозды. К недостаткам загорта-чей сеялки можно отнести их установку за сошниками, которые формируют открытую борозду с семенами, при этом семена в открытой борозде заделываются в почву частично, только за счет осыпания почвы со стенок борозды. Стержни пальцев загорта-чей смещают почву в направлении движения, а это приводит к изменению расположения семян в борозде, особенно значительными бывают смещения семян при неправильной установке загортачей. Установка загортача на несущей балке и выполнение пальцев загортачей без пружин в
месте крепления пальцев к несущей балке отрицательно сказывается на копировании рельефа почвы, что приведет к сгружива-нию почвы загортачем, нарушению технологического процесса работы сошников. Все это ухудшает равномерность распределения семян по длине рядка и глубине их заделки, что приводит к снижению качества посева и урожайности культуры.
С целью усовершенствования технологического процесса посева семян в ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ разработан сошник с заделывающим устройством борозды. На данный сошник подана заявка на патент.
Методы и материалы
Методика конструирования сошника разрабатывалась на основе анализа существующих способов и средств механизации посева семян зерновых культур, с учетом общепринятых методик оценки качества выполнения технологического процесса посевными машинами: ГОСТ 31345-2007 «Сеялки тракторные. Методы испытаний»; СТО АИСТ 5.6-2010 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные и посадочные. Показатели назначения. Общие требования».
Результаты
При исследовании сошника с заделывающим устройством борозды в лабораторных и полевых условиях получен следующий результат: улучшается равномерность распределения семян как по длине рядка, так и по глубине их заделки. Сошник (рис. 1) содержит корпус (1), два диска (2),
установленных под углом друг к другу на корпусе (1), направитель семян и рыхлитель, выполненные из трубы (3) эллипсовидного сечения как единое целое. Верхняя часть трубы (3) присоединена неподвижно раструбом (4) к воронке (5) горловины (6) корпуса (1) сошника и гаситель (7) скорости семян.
Семена
борозда
А-А
21 22
15 21
16 23
17 %
15
13 1 20
Б-Б
16 18
25.
Рис. 1 Схема сошника: 1 - корпус; 2 - диск; 3 - труба; 4 - раструб; 5 - воронка; 6 - горловина; 7 - гаситель; 8 - правый пружинный палец; 9 - левый пружинный палец; 10 - пружина; 11 - петля; 12 - паз; 13 - втулка; 14 -ось; 15 - квадрат; 16 - рычаг; 17 - гайка; 18 - болтовое соединение; 19 - накладка; 20 - фиксирующий винт; 21 - опорная пластина; 22 - гайка; 23 - шайба; 24 - правый стержень; 25 - левый стержень;
На задней части корпуса (1) сошника установлено устройство для заделки семян. Устройство для заделки семян выполнено в форме двух отдельных пружинных пальцев, по направлению движения сошника, один пружинный палец выполнен правым (8), а второй - левым (9). Правый (8) пружинный палец расположен на правой стороне борозды, образованной сошником, а левый (9) пружинный палец расположен на левой стороне борозды. Ось симметрии правого (8) пружинного пальца наклонена по направлению движения сошника под углом а, равным 30...35 градусов, а ось симметрии левого (9) пружинного пальца наклонена по направ-
лению движения сошника под углом в, равным 35.40 градусов. Диаметр бпа пружинных пальцев равен 6.8 мм. Длина правого (8) пружинного пальца Lпр равна 170.180 мм, а длина левого (9) пружинного пальца Lлев равна 160.170 мм. В верхней части пружинные пальцы имеют цилиндрические пружины (10) кручения. Диаметр dпр цилиндрической пружины (10) кручения равен 40.45 мм. Свободные концы цилиндрических пружин (10) выполнены в форме петлей (11). Длина паза (12) петлей свободных концов цилиндрических пружин (10) 1п равна 45.50 мм. В технологическое отверстие на задней части корпуса (1) сошника с
помощью втулки (13) из антифрикционного материала установлена поддерживающая ось (14) пружинных пальцев. Поддерживающая ось (14) с обеих концов имеет резьбу и часть оси (14), обработанную под квадрат
(15). С правой стороны задней части корпуса (1) сошника имеется рычаг (16) регулировки угла наклона пружинных пальцев, выполненный из металлической пластины.
В пластине рычага (16) регулировки угла наклона пружинных пальцев имеются два отверстия квадратной формы. Рычаг
(16) регулировки угла наклона пружинных пальцев, с помощью одного квадратного отверстия в его пластине, установлен с правого конца поддерживающей оси (14), обработанную под квадрат (15), и закреплен на ней гайкой (17). Второе отверстие квадратной формы в пластине рычага (16) регулировки наклона пружинных пальцев предназначено для крепления петли (11) пружины правого (8) пружинного пальца с помощью болтового соединения (18) и фигурной накладки (19). Ширина паза с петлей больше диаметра болтового соединения (18). Болтовое соединение (18) имеет головку болта полукруглой формы с квадратным подголовком. Рычаг (16) регулировки угла наклона пружинных пальцев закреплен от поворота вместе с поддерживающей осью (14) пружинных пальцев, относительно задней части корпуса (1) сошника, фиксирующим винтом (20), установленным в пластине рычага, при этом фиксирующий винт (20) закрепляет рычаг в заданном положении путем увеличения сил трения между задней частью корпуса (1) сошника и фиксирующим винтом (20). С левой стороны задней части корпуса (1) сошника установлена опорная пластина (21). Опорная пластина (21) имеет два отверстия квадратной формы. Одно отверстие квадратной формы в опорной пластине (21) предназначено для крепления петли (11) пружины левого (9) пружинного пальца с помощью болтового соединения (18) и фигурной накладки (19). Болтовое соединение (18) имеет головку болта полукруглой формы с квадратным подголовком. Опорная пластина (21) с помощью второго квадратного отверстия установлена с левого конца поддерживающей оси (14), обработанная под квадрат (15), и закреплена на ней гайкой (22). Между корпусом (1) задней части сошника, опорной пластиной (21) и пластиной рычага (16) на поддерживающей оси (14) пружинных пальцев установлены шайбы (23) из антифрикционного материала. Пружинные пальцы в нижней части отогнуты в сторону осевой линии симметрии дна борозды. Отогнутые части пружин-
ных пальцев выполнены в форме прямых правых (24) стержней правых (8) пружинных пальцев и прямых левых (25) стержней левых (9) пружинных пальцев. Угол ф между осями симметрии прямых правых (24) и прямых левых (25) стержней отогнутых частей пружинных пальцев и осевой линией дна борозды по направлению движения сошника, больше угла трения почвы по стали и равен 27...30 градусов. Оси симметрии прямых правых (24) и прямых левых (25) стержней отогнутых частей пружинных пальцев расположены в горизонтальной плоскости, при этом прямые правые (24) и прямые левые (25) стержни пружинных пальцев имеют одинаковую длину, равную 70.80 мм. Прямой левый (25) стержень левого (9) пружинного пальца расположен впереди прямого правого (24) стержня правого (8) пружинного пальца по направлению движения сошника. Прямой правый (24) стержень правого (8) пружинного пальца перекрывает прямой левый (25) стержень левого (9) пружинного пальца по направлению движения сошника. Концы прямого правого (24) и прямого левого (25) стержней находятся за осевой линией симметрии дна борозды. Зазор к на выходе из прямого правого (24) и прямого левого (25) стержней равен 30.35 мм, при этом задняя часть ав гасителя (7) скорости семян и конец прямого правого (24) стержня правого (8) пружинного пальца лежат в поперечно-вертикальной плоскости, проведенной относительно оси симметрии дна борозды.
Сошник работает следующим образом. При движении сошника в направлении посева два диска (2) сошника, установленные под углом друг к другу на корпусе (1), нарезают в почве борозду для семян и удобрений, при этом семена и удобрения попадают в воронку (5) горловины (6) корпуса (1) сошника, затем через раструб (4) поступают в трубу (3), выполняющую функции направителя семян и рыхлителя, далее из трубы (3) семена и удобрения поступают через гаситель (7) скорости семян в борозду, которая заделывается почвой благодаря установленному на задней части корпуса (1) сошника заделывающему устройству, выполненному в форме пружинных пальцев.
Заключение
Разработанный сошник с заделывающим устройством борозды изготовлен и будет испытан на сеялки СЗ-5.4 в полевых условиях Пензенской области. Сошник позволит улучшить равномерность высева семян по длине рядка и глубине их заделки, что приведет к увеличению урожайности культуры.
Благодарность
Выражаем признательность инженерно-техническому персоналу ООО
«Завод СельМашДеталь» г. Каменка Пензенской области за оказание помощи в изготовлении разработанного сошника.
Литература
1. Ларюшин Н.П., Шумаев В.В., Шуков А.В. Технология и средство механизации посева мелкосеменных масличных культур комбинированными сошниками сеялки: теория, конструкция, расчет. Пенза: РИО ПГАУ, 2018, 179 с.
2. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. Москва: КолосС, 2003, 624 с.
3. Ларюшин Н.П., Ванин Д.В., Шумаев В.В., Кирюхина Т.А. Конструкция сошника сеялки для посева зерновых культур. Нива Поволжья, 2018, № 4 (49), с. 137-143.
4. Ларюшин Н.П., Ванин Д.В., Шумаев В.В., Шуков А.В., Кирюхина Т.А. Лабораторные исследования сошника для посева зерновых культур с направителем потока и гасителем скорости семян. Наука в центральной России, 2020, № 2 (44), с. 22-29.
5. Ларюшин Н.П., Шуков А.В. Актуальность ресурсосберегающей технологии посева зерновых культур. Современные наукоемкие технологии, 2009, № 6, с. 18-20.
6. Ларюшин Н.П., Калабушев А.Н., Шумаев В.В. [и др.]. Конструкция комбинированного сошника для посева зерновых культур и разноуровневого внесения удобрений. Нива Поволжья, 2018, № 2 (47), с. 123-127.
7. Калабушев А.Н., Ларюшин Н.П., Шумаев В.В. Лабораторные исследования комбинированного сошника для разноуровневого посева семян зерновых культур и внесения удобрений. Наука центральной России, 2018, № 3 (33), с. 21-28.
8. Ларюшин Н.П., Калабушев А.Н., Шумаев В.В. Основные факторы, влияющие на качественные показатели работы сошников сеялок. Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: сборник научных трудов международной научно-практической конференции, посвященной памяти доктора технических наук, профессора Ф. Х. Бурумкулова. Институт механики и энергетики, 2016, с. 318-323.
9. Шумаев В.В., Шуков А.В., Калабушев А.Н. Конструкция и анализ работы сошниковой группы сеялок. Актуальные проблемы аграрной науки и пути их решения: сборник научных трудов. Кинель: РИЦ СГСХА, 2016, с. 323-327.
10. Калабушев А.Н. Разработка сошника зерновой сеялки для разноглубинного внесения удобрений и посева семян. Наука будущего - наука молодых: сборник тезисов участников форума. Нижний Новгород: ООО «Инконсалт К», 2017, т. 1, с. 21-22.
11.Кувайцев В.Н., Ларюшин Н.П., Шумаев В.В., Шуков А.В., Девликамов Р.Р., Бучма А.В. Результаты полевых исследований экспериментальной сеялки ССВ-3,5. Техника и оборудование для села, 2014, № 9, с. 14-18.
12. Dieckmann U. Gedanken zum Zuckerrubenbau heute. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
13. Grossflachendrillmaschinen mit Breitreifen. Landmashinen runaschau, 1987, № l, p. 9.
14. Guzek K. Proguamawanie kryterion maszyny rolnizej. Maszyny i Giagniki Rolnicze, 1975, № 20, p. 11-16.
15. Кленин, Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. Москва: Колос, 1980, 473 с.
UDC 631.331
DOI 10.36461/NP.2021.58.1.015
N.P. Laryushin, Doctor of Engineering Sciences, Professor; S.V. Brichkov, Postgraduate; A. V. Shukov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; T.A. Kiryukhina, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor.
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Penza State Agrarian University", Penza, Russia, tel. (8412) 628 517, e-mail: E-mail: larushinnp@mail.ru
A coulter is one of the most important working elements of a grain seeder. Its operation affects not only the uniform distribution of the seeds but also the depth of their sowing. The manufacture of
DESIGN OF A COULTER WITH A FURROW COVERING DEVICE FOR A GRAIN SEEDER
coulters without a seed covering device can be considered a disadvantage of the present coulters. This results in partial and uneven coverage of the seed furrow only caused by sloughing soil from the furrow walls, following the coulter disks. In this case, the partially and unevenly placed seeds can be distributed in the soil with different depths, etc. In turn, this can lead to the seeding quality and crop yields decrease. The research presented in this article is oriented towards improving the quality of sowing of grain crops by upgrading the coulter working process with furrow covering devices. These studies are relevant and of high economic importance to the agro-industrial complex of the Russian Federation. This article presents the design and operating principle of the developed coulter with furrow covering device. When using it, the seeding-down only by falling soil from the furrow walls is avoided; complete and uniform furrow covering without seed displacement together with the soil is provided; the most uniform seed distribution over the length of the furrow and the sowing depth is ensured.
Keywords: disks, coulter, device for covering seeds, seeds, spring fingers._
References
1. Laryushin N.P., Shumaev V.V., Shukov A.V. Technology and device of mechanization of sowing small-seeded oilseeds by combined seeder coulters: theory, design, calculation. Penza: Editorial and Publishing Unit of Penza State Agrarian University, 2018, 179 p.
2. Khalansky V.M., Gorbachev I.V. Agricultural machinery. Moscow: KolosS, 2003, 624 p.
3. Laryushin N.P., Vanin D.V., Shumaev V.V., Kiryukhina T.A. Structure of the supply colter of an opener seeder for sowing the cereal crops. Volga Region Farmland, 2018, No. 4 (49), pp. 137-143.
4. Laryushin N.P., Vanin D.V., Shumaev V.V., Shukov A.V., Kiryukhina T.A. Laboratory studies of a coulter for sowing grain crops with a flow guide and a seed speed suppressor. Science in the Central Russia, 2020, no. 2 (44), pp. 22-29.
5. Laryushin N.P., Shukov A.V. The relevance of resource-saving technology for sowing grain crops. Modern high technologies, 2009, No. 6, pp. 18-20.
6. Laryushin N.P., Kalabushev A.N., Shumaev V.V. [et al.]. Design of a combined opener for sowing grain crops. Volga Region Farmland, 2018, No. 2 (47), pp. 123-127.
7. Kalabushev A.N., Laryushin N.P., Shumaev V.V. Laboratory studies of a combined multilevel opener for sowing seeds of grain crops and fertilizer. Science in the Central Russia, 2018, no. 3 (33), pp. 21-28.
8. Laryushin N.P., Kalabushev A.N., Shumaev V.V. The main factors affecting the qualitative performance of the openers of seeders. Energy-efficient and resource-saving technologies and systems: a collection of scientific papers of the international scientific and practical conference dedicated to the memory of the Doctor of Technical Sciences, Professor F. Kh. Burumkulov. Institute of Mechanics and Power Engineering, 2016, pp. 318-323.
9. Shumaev V.V., Shukov A.V., Kalabushev A.N.Design and analysis of the work of the coulter group of seeders. Actual problems of agricultural science and ways to solve them: collection of scientific papers. Kinel: RITS of SSAA, 2016, pp. 323-327.
10. Kalabushev A.N. Development of the coulter of a grain seeder for multi-depth fertilization and seed sowing. Nauka budushchego - nauka molodykh: a collection of theses of the forum participants. Nizhny Novgorod: "Inconsult K" JSC, 2017, vol. 1, p. 21-22.
11. Kuvaytsev V.N., Laryushin N.P., Shumaev V.V., Shukov A.V., Devlikamov P.P., Buchma A.V. Results of experimental field studies of the CCB-3,5 seeder. Machinery and Equipment for Rural Area, 2014, No. 9, pp. 14-18.
12. Dieckmann U. Gedanken zum Zuckerrubenbau heute. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
13. Grossflachendrillmaschinen mit Breitreifen. Landmashinen runaschau, 1987, № l, p. 9.
14. Guzek K. Proguamawanie kryterion maszyny rolnizej. Maszyny i Giagniki Rolnicze, 1975, № 20, p. 11-16.
15. Klenin N.I., Sakun V.A. Agricultural and meliorative machines. Moscow: Kolos, 1980, 473 p.
HMBa noBonwbn № 1 (58) 2021
131
