CC BY
10
УДК 631.331
DOI 10.36461/NP.2021.59.2.013
КОНСТРУКЦИЯ СОШНИКА ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ С ШАРНИРНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ НАПРАВИТЕЛЯ СЕМЯН И РЫХЛИТЕЛЯ ПОЧВЫ С КОРПУСОМ СОШНИКА
Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; И.Ю. Кукушкин, 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: [email protected]
Равномерная раскладка семян по длине и глубине рядка в большинстве своем зависит от сошника, так как он является одним из наиболее ответственных рабочих органов сеялки для посева семян сельскохозяйственных культур. К недостаткам имеющихся сошников можно отнести налипание почвы на диски, из-за чего происходит плохое уплотнение дна борозды и сдвигание семян вдоль борозды, при этом нарушается равномерность распределения семян по глубине и длине борозды. Кроме того, в современных сошниках направители семян изготовлены, в основном, открытого типа, что приводит к попаданию семян не на дно борозды, а на ее стенки, при этом нарушается равномерность распределения семян по глубине и по длине борозды. Все эти недостатки ведут к снижению урожайности культуры. Проведенные исследования, направленные на повышения качества посева зерновых культур за счет усовершенствования технологического процесса работы сошников зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника, являются актуальными и имеют высокое экономическое и хозяйственное значение для АПК РФ. В статье представлены устройство и принцип работы разработанного сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника, при его использовании исключается заделка семян только за счет осыпавшейся почвы со стенок борозды после дисков сошника, при его работе осуществляется полная и равномерная заделка борозды с семенами без их смещения вместе с почвой, а также обеспечивается наибольшая равномерность распределения семян по длине борозды и глубине их заделки.
Ключевые слова: диски, сошник, направитель семян, семена, труба прямоугольного сечения.
Введение
Одной из ответственных операций в технологии производства сельскохозяйственных культур является посев, так как от него зависит будущая урожайность возделываемых культур.
В настоящее время известны различные виды конструкций сошников зерновых сеялок, большинство из них имеют корпус, два диска, установленные под углом друг к другу на корпусе, направитель семян и рыхлитель, которые выполнены из трубы прямоугольного сечения как единое целое. К недостаткам данного сошника можно отнести неподвижное крепление верхней части трубы прямоугольного сечения к воронке горловины корпуса сошника, а также неподвижное крепление средней части трубы прямоугольного сечения к корпусу сошника с помощью кронштейна, установленного по месту крепления внутренних чистиков дисков сошника, всё это не позволяет снизить скорость выброса семян из отверстия трубы прямоугольного сечения на дно борозды до скорости движения сошника, при этом не
выполняется условие равенства нулю горизонтальной составляющей абсолютной скорости семян при их падении на дно борозды. Кроме того, неподвижное крепление трубы прямоугольного сечения к корпусу сошника приводит к образованию заторов в трубе прямоугольного сечения, увеличивает тяговое сопротивление сошника, увеличивает обволакивание растительными и корневищными остатками трубы прямоугольного сечения, что приводит к выглуб-лению сошника. Всё это снижает уплотнение дна борозды, равномерность распределения семян по длине рядка, глубине их заделки, надёжность работы сошника, качество посева, урожайность культуры и экономическую эффективность работы сошника [1-15].
С целью усовершенствования технологического процесса посева семян в ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ разработан сошник зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника. На данный сошник подана заявка на патент.
Методы и материалы
Методика конструирования сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом 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 313452007 «Сеялки тракторные. Методы испытаний»; СТО АИСТ 5.6-2010 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные и посадочные. Показатели назначения. Общие требования».
Результаты
Исследовав сошник зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника, в лабораторных и полевых условиях получили следующий результат: улучшается равномерная раскладка семян по глубине и длине рядка.
Сошник зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника (рис. 1) включает в себя корпус (1), два диска (2), установленные под углом друг к другу на корпусе, направитель семян и рыхлитель, выполненные как единое целое из трубы прямоугольного сечения (3), бороздной прикатывающий каток (4) с пружинной стойкой (5), отличающийся тем, что труба (3) прямоугольного сечения соединена посредством шарнира к воронке (6) горловины (7) корпуса (1) сошника. Сошник работает следующим образом. При движении сошника в направлении посева два диска (2) (рис. 1) сошника, установленные под углом друг к другу на корпусе (1), нарезают в почве бороздку для семян и удобрений. Семена и удобрения попадают в воронку (6) горловины (7) корпуса (1) сошника, затем через гибкий рукав (17) поступают в трубу (3) прямоугольного сечения. Далее удобрения и семена поступают в борозду.
Рис. 1. Схема сошника с направителем семян и рыхлителем, выполненные как единое целое из трубы прямоугольного сечения: 1 - корпус сошника; 2 - два диска; 3 - труба прямоугольного сечения; 4 - прикатывающий каток; 5 - стойка; 6 - воронка; 7 - горловина; 8 - звено шарнира выполнено в форме пальца; 9, 10 - две опоры выполнены в форме левой правой втулок; 11 - отверстие левого ушка; 12 - винт; 13 - второе звено имеющую форму втулки; 14 - отверстие кронштейна; 15 - шайба; 16 - болт; 17 - гибкий рукав; 18 - чистики; 19 - плоская пружина; 20 - винты; 21 - покрытие из резины
Для обеспечения равномерного распределения семян по длине борозды и глубине их заделки необходимо обеспечить, помимо малой высоты их падения на дно борозды, равенство нулю горизонтальной проекции абсолютной скорости движения семян при выбросе их из отверстия трубы прямоугольного сечения (3), что скажется на формировании более выровненного,
равномерного, без пульсаций потока семян с минимальным их травмированием, без образования заторов в трубе прямоугольного сечения (3).
Труба прямоугольного сечения (3) соединена посредством шарнира к воронке (6) горловины (7) корпуса (1) сошника.
Шарнир обеспечит колебание трубы (3) прямоугольного сечения благодаря
возмущающей силе F, возникающей при движении трубы (3) прямоугольного сечения в неоднородной почвенной среде, что, в свое время, влечет за собой увеличение количества ударов семян о внутреннюю поверхность трубы прямоугольного сечения (3) и, как следствие, уменьшению скорости выброса семян до скорости сошника.
Шарнир выполнен в форме двух звеньев, у которого одно звено выполнено в форме пальца (8) с головкой, установленного подвижно на двух опорах.
Две опоры выполнены в форме левой (9) и правой (10) втулок по направлению движения сошника, закрепленных горизонтально и неподвижно в отверстиях двух ушков (11) с помощью сварки.
Ушки (11) закреплены неподвижно с помощью сварки к боковинам трубы (3) прямоугольного сечения в верхней её части, при этом левая (9) втулка по направлению движения сошника установлена в отверстие левого ушка (11) заподлицо с его поверхностями, а правая втулка (10) установлена заподлицо с внутренней поверхностью правого ушка (11) по направлению движения сошника и выступает с внешней стороны правого ушка (11) в форме консоли.
На консольной части правой втулки (10) по направлению движения сошника выполнен стопорный винт (12) с контргайкой пальца (8).
Второе звено имеет форму втулки (13), установленной неподвижно в отверстии кронштейна (14), выполненного на его свободной части, и направлена от места его крепления вниз в сторону трубы прямоугольного сечения (3).
Кронштейн (14) закреплен неподвижно, с помощью сварки к воронке (8) горловины (7) корпуса сошника (1) в нижней задней её части по направлению движения сошника, в свою очередь продольная вертикальная плоскость симметрии кронштейна (14) совпадает с продольной вертикальной плоскостью симметрии воронки (6) горловины (7) корпуса (1) сошника, а свободная часть кронштейна (14) заходит между ушков (11) и соединяется с ними с помощью пальца (8) посредством втулки (13) в свободной части кронштейна (14) и втулок (9, 10) в ушках (11), образуя при этом шарнир.
Ось симметрии пальца (8) расположена сзади трубы прямоугольного сечения (3) по направлению движения сошника и совпадает с поперечной плоскостью симметрии трубы прямоугольного сечения (3).
Между торцами неподвижной втулки (13), установленной в отверстии на свободной части кронштейна (14) и ушками (11),
установлены на палец (8) шайбы (15) из антифрикционного материала.
Внутри трубы прямоугольного сечения (3) нанесено покрытие (21) из резины, обладающей эластично-упругими и антифрикционными свойствами и выполняющее роль успокоителя семян.
Всё это направлено на снижение скорости семян при выбросе их в борозду, что улучшает равномерность распределения семян по длине борозды и глубине их заделки, повышает качество посева и урожайность культуры.
Кроме того, колебания трубы (3) прямоугольного сечения во время движения сошника способствуют значительному снижению тягового сопротивления сошника, улучшаются эксплуатационные показатели работы сошника, в том числе снижается расход топлива и повышается производительность работы сошника.
Также при колебаниях трубы (3) прямоугольного сечения исключается ее обволакивание растительными и корневищными остатками, что также снижает тяговое усилие сошника, повышает производительность и надёжность его работы.
Сошник движется устойчиво по глубине заделки семян с соблюдением равномерности их распределения по длине борозды с улучшением уплотнения дна борозды. Всё это повышает качество посева семян и урожайность культуры.
Для регулирования устойчивого хода и ограничения амплитуды колебания трубы прямоугольного сечения (3) и обеспечения возврата её в первоначальное положение, что скажется на равномерности распределения семян по длине и глубине их заделки, на свободной части кронштейна (14), расположенной ниже шарнира, установлен ограничитель, выполненный в форме винта (16) с контргайкой, при этом зазор с между поверхностью трубы (3) прямоугольного сечения и винтом (16) с контргайкой ограничителя равен 0,5...0,6 мм. Верхняя часть трубы прямоугольного сечения (3) и воронка (6) горловины (7) корпуса (1) сошника плотно соединены гибким рукавом (17), выполненным с гофрами из нескольких слоев прорезиненной материи.
По месту крепления внутренних чистиков (18) дисков (2) сошника установлена плоская пружина (19), которая закреплена винтами (20) крепления внутренних чистиков (18) дисков (2) сошника. Свободная часть плоской пружины (19) касается трубы прямоугольного сечения (3) ниже шарнира и изогнута по кривой линии.
Отверстия крепления плоской пружины (19) по месту крепления внутренних чистиков (18) дисков (2) сошника выполнены продолговатой формы.
Всё это скажется на качестве посева и повышении урожайности культуры. Кроме того, изготовление плоской пружины из пружинной стали 65 Г повышает надежность и производительность сошника.
Заключение
Разработанный сошник зерновой сеялки с шарнирным соединением направи-теля семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника изготовлен и будет испытан на
сеялке СЗ-5.4 в полевых условиях Пензенской области.
Сошник позволит улучшить равномерную раскладку семян по длине рядка и глубине их заделки при увеличении урожайности возделываемой культуры.
Благодарности
Выражаем признательность инженерно-техническому персоналу ООО «Завод СельМашДеталь» г. Каменка Пензенской области за оказание помощи в изготовлении разработанного сошника зерновой сеялки с направителем семян и рыхлителем почвы активного типа.
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: 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. GedankenzumZuckerrubenbauheute. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
13. GrossflachendrillmaschinenmitBreitreifen. Landmashinenrunaschau, 1987, № l, p. 9.
14. Guzek K. Proguamawaniekryterionmaszynyrolnizej. Maszyny i GiagnikiRolnicze, 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.2021.59.2.013
CONSTRUCTION OF GRAIN SEEDER COULTER WITH A HINGE JOINT OF A SEED GUIDE AND A SOIL CULTIVATOR WITH THE COULTER BODY
N.P. Laryushin, Doctor of Engineering Sciences, Professor; I.Yu. Kukushkin, postgraduate student; A. V. Shukov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; T.A. Kiryukhina, Candidate of engineering sciences, associate professor
Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education Penza State Agrarian University, Penza, Russia, tel. (8412) 628 517, E-mail: [email protected]
The even distribution of seeds along the length and depth of the row mostly depends on the coulter, since it is one of the most responsible working parts of the seeder for sowing agricultural seeds. The disadvantages of the available coulters include the adhesion of soil to the discs, which leads to poor compaction of the bottom of the furrow and shifting of seeds along the furrow, while the even distribution of seeds along the depth and the length of the furrow is disturbed. Moreover, modern coulters have mainly open type seed guides, which leads to the drop of seeds not to the bottom of the furrow, but to its walls, while the even distribution of seeds along the depth and along the length of the furrow is disturbed. All these disadvantages lead to a decrease in crop yields. The conducted studies aimed at improving the quality of sowing grain crops by improving the technological process of the coulters of a grain seeder with a hinge joint of the seed guide and the soil cultivator with the coulter body are relevant and have high economic and economic importance for the agro-industrial complex of the Russian Federation. The article presents the device and principle of operation of the designed grain seeder coulter with a hinge joint of the seed guide and soil cultivator with the coulter body. When the coulter operates, the seeds are embedded not only due to the crumbling soil from the walls of the furrow caused by the coulter disks, but a complete and even filling of the furrow with seeds is carried out without displacement along with the soil, and also provides a more even distribution of seeds along the length and the depth of the furrow.
Key words: discs, coulter, seed guide, seeds, rectangular tube.
Reference
1. Laryushin N.P., Shumaev V.V., Shukov A.V. Technology and means of mechanization of sowing small-seeded oilseeds with combined coulters of the seeder. Theory, design, calculation. Penza: Editorial and Publishing Unit of PSAU, 2018, 179 p.
2. Khalansky V.M., Gorbachev I.V. Agricultural machines. Agricultural equipment. Moscow: KolosS, 2003, 624 p.
3. Laryushin N.P., Vanin D.V., Shumaev V.V., Kiryukhina T.A. The coulter design of a seeder for sowing grain crops. Niva Povolzhya, 2018, No. 4 (49), p. 137-143.
4. Laryushin N.P., Vanin D.V., Shumaev V.V., Shukov A.V., Kiryukhina T.A. Laboratory research coulter for sowing grain crops with a flow guide and a seed speed damper. Science in Central Russia, 2020, no. 2 (44), p. 22-29.
5. Laryushin N.P., Shukov A.V. Relevance of resource-saving technology for sowing grain crops. Modern high technologies, 2009, no. 6, p. 18-20.
6. Laryushin N.P., Kalabushev A.N., Shumaev V.V. [et al.]. The design of the combined coulter for sowing grain crops and multi-level fertilization. Niva Povolzhya, 2018, No. 2 (47), p. 123-127.
7. Kalabushev A.N., Laryushin N.P., Shumaev V.V. Laboratory research of the combined coulter for multilevel sowing of grain crops and fertilization. Science of Central Russia, 2018, No. 3 (33), p. 21-28.
8. Laryushin N.P., Kalabushev A.N., Shumaev V.V. The main factors affecting the quality performance of coulters seeders. Energy-efficient and resource-saving technologies and systems: 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 Energy, 2016, p. 318-323.
9. Shumaev V.V., Shukov A.V., Kalabushev A.N. Design and analysis of the coulter group of seeders. Actual problems of agrarian science and ways to solve them: collection of scientific papers. Kinel: Regional Test Center of Samara State Agrarian University, 2016, p. 323-327.
10. Kalabushev A.N. Development of a grain seeder coulter for mid-depth fertilization and sowing of seeds. Science of the future - science of the young: a collection of abstracts of the forum participants. Nizhny Novgorod: Inconsult K, 2017, vol. 1, p. 21-22.
11.Kuvaitsev V.N., Laryushin N.P., Shumaev V.V., Shukov A.V., Devlikamov R.R., Buchma A.V. Results of field studies of the experimental seeder SSV-3.5. Rural machinery and equipment, 2014, No. 9, p. 14-18.
12. Dieckmann U. GedankenzumZuckerrubenbauheute. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
13. GrossflachendrillmaschinenmitBreitreifen. Landmashinenrunaschau, 1987, № l, p. 9.
14. Guzek K. Proguamawaniekryterionmaszynyrolnizej. Maszyny i GiagnikiRolnicze, 1975, № 20, p.11-16.
15. Klenin N.I., Sakun V.A. Agricultural and reclamation machines. Moscow: Kolos, 1980, 473 p.
