CC BY
0
УДК 631.331.53
DOI 10.36461^.2023.66.2.014
КОНСТРУКЦИЯ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА, ВЫПОЛНЕННОГО В ФОРМЕ ШАЙБЫ С МЕЛКОЗУБЧАТЫМ ПРОФИЛЕМ ДЛЯ ВЫСЕВА СЕМЯН ЛЬНА
Н.П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; А.А. Захаров, 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
Технологический процесс высева семян однолетних мелкосеменных культур на примере семян льна предъявляет особенные требования к схемам существующих высевающих аппаратов. В настоящее время в России и в других зарубежных странах одними из самых востребованных механических высевающих аппаратов остаются высевающие аппараты катушечного типа, но и они не в полной мере отвечают агротехническим требованиям к высеву семян однолетних и многолетних мелкосеменных культур. Связанно это, в первую очередь, с физико-механическими свойствами самих семян, в результате чего при работе высевающих аппаратов наблюдается увеличение неудовлетворительной раскладки семян по длине рядка или неравномерный шаг посева, при этом снижается устойчивость общей нормы высева, что, в свою очередь, приводит к повышенному расходу высеваемых семян и их травмированию. Работа, направленная на улучшение качественных показателей посева мелкосеменных культур на примере семян льна сорта «Северный» за счет усовершенствования его технологического процесса работы и конструктивной схемы высевающего аппарата, является актуальной для АПК РФ. В статье описана конструкция и технологическая схема работы разработанного высевающего аппарата, содержащего шайбу с мелкозубчатым профилем для высева семян однолетних мелкосеменных культур, таких, как семена льна сорта «Северный». При работе нового высевающего аппарата, содержащего в себе шайбу с мелкозубчатым профилем для высева семян льна сорта «Северный» снижается неудовлетворительная раскладка высеваемых семян по длине бороздки, а также травмируемость посевного материала, что в дальнейшем приведет к повышению биологической урожайности производимой культуры.
Ключевые слова: форма, шайба, мелкозубчатый профиль, высевающий аппарат, мелкосеменные культуры, семена, сеялка.
Для цитирования: Ларюшин Н.П., Захаров А.А., Шуков А.В., Кирюхина Т.А. Конструкция высевающего аппарата, выполненного в форме шайбы с мелкозубчатым профилем для высева семян льна. Нива Поволжья, 2023, 2 (66), с. 3009. DOI 10.36461/NP.2023.66.2.014
Введение
При посеве семян однолетних и многолетних мелкосеменных культур применяются различные типы высевающих аппаратов, но в большинстве случаев на них используются стандартные катушки с прямыми желобками. При своей работе такие высевающие аппараты выдают неоднородный поток высеваемого материала, вследствие чего увеличивается неудовлетворительная раскладка семян по длине рядка или шаг посева, снижается устойчивость общей нормы высева, что, в свою очередь, приводит к повышенному расходу высеваемых семян, и их травмированию.
Для повышения качественных показателей высева семян мелкосеменных культур на примере семян льна сорта «Северный» в ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ разработана изготовлена и
исследована конструкция мелкозубчатого высевающего аппарата в форме шайбы. Методы и материалы Методы при разработке мелкозубчатого высевающего аппарата в форме шайбы для высева семян однолетних и многолетних мелкосеменных культур на примере семян льна, основывались на общепринятых методиках оценки качества посева семян 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 и их обсуждение Высевающий аппарат в форме шайбы для высева семян мелкосеменных культур на примере семян льна (рис. 1) содержит корпус (1),
закрепленный к дну (2) семенного ящика, клапан (3), установленные на приводном валу (4) муфту (5) и желобчатую катушку (6), шайбу (7) с мелкозубчатым профилем, розетку. При выдвинутой желобчатой катушке (6) из корпуса (1) катушечного высевающего аппарата через прямоугольное отверстие в дне семенного ящика (2) установлен направитель (8) семян к шайбе (7) с мелкозубчатым профилем [10, 19-20]. Увеличенная розетка (9) катушечного высевающего аппарата изготовлена как одно целое с шайбой (7) с мелкозубчатым профилем. Направитель (8) изготовлен в виде верхней и нижней части как одно целое из высокопрочной и износостойкой пластмассы. Направитель (8) в верхней своей части, сделанный в виде приемной камеры (10).
Направитель (8) в нижней своей части сделанный в виде кожуха (11) [12]. Приемная камера (10) в верхней части содержит прямоугольную рамку (12), на двух коротких сторонах которой расположены цилиндрические защелки (13), предназначенные для крепления в технологические отверстия (14) находящихся на дне (2) семенного ящика. Приёмная камера (10), в свою очередь, имеет две вертикальные стенки (15) и две наклонные стенки (16), которые снизу образуют прямоугольное выходное отверстие (17) (аЬеп), расположенное вдоль левой стороны (18) корпуса (1). Кожух (11), в свою очередь, имеет переднюю часть (19), и боковую часть (20), передняя часть (19) расположена напротив мелкозубчатого профиля шайбы (7).
Рис. 1. Схема высевающего аппарата, выполненного в форме шайбы с мелкозубчатым профилем,
и его составных частей: 1 - корпус; 2 - дно семенного ящика; 3 - клапан; 4 - вал; 5 - муфта; 6 - катушка; 7 - шайба с мелкозубчатым профилем; 8 - направитель; 9 - розетка; 10 - приемная камера; 11 - кожух; 12 - рамка; 13 - защелка; 14 - технологические отверстия; 15 - вертикальные стенки; 16 - наклонные стенки; 17 - выходное отверстие; 18 - левая боковина; 19 - передняя часть;
20 - боковая часть; 21 - наклонная стенка; 22 - поперечная грань; 23 - фигурная шайба; 24 - хвостовик; 25 - крышка; 26 - самонарезающий винт; 27 - отверстие с прорезями; 28 - кольцо; 29 - пирамида; 30 - задняя наклонная стенка; 31 - выступ; 32 - сквозные отверстия; 33, 38 - болтовое соединение; 34 - технологические отверстия; 35 - вырез; 36 - отбортовка;
37 - передняя наклонная стенка
Передняя наклонная стенка (21) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата плотно прижата к ней всей поверхностью корпуса. Передняя часть (19) внизу своей поперечной гранью (22) выполнена с отклонением от вертикальной оси симметрии шайбы (7) с мелкозубчатым профилем.
Боковая часть (20) расположена с правой стороны шайбы (7) с мелкозубчатым профилем, по ходу движения высевающего аппарата, выполнена с зазором между шайбой (7) с мелкозубчатым профилем, который меньше размера мелких семян.
Направитель (8) мелких семян левой стороной приемной камеры (10) и свободной левой кромкой передней части (19) кожуха (11) плотно прижат к левой боковине (18) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата по направлению его движения.
Незакрытую часть правой боковой поверхности шайбы (7), по ходу движения катушечного высевающего аппарата, и оставшееся свободное пространство вокруг неё закрывает фигурная шайба (23), свободно одетая на хвостовик (24) желобчатой катушки (6) катушечного высевающего аппарата. Фигурная шайба (23) выполнена из стальной пластины, одна сторона которой шлифована.
Фигурная шайба (23) шлифованной стороной прижата муфтой (5) к шайбе (7) с мелкозубчатым профилем. Нижняя часть фигурной шайбы (23) выполнена идентично поверхности клапана (3) и при этом опирается этой частью на рабочую поверхность клапана (3) катушечного высевающего аппарата до скоса на клапане (3). Передняя (19) и боковая (20) части кожуха (11) для шайбы (7) с мелкозубчатым профилем, а также фигурная шайба (23) изолируют шайбу (7) с мелкозубчатым профилем от свободного пространства корпуса (1) катушечного высевающего аппарата. Увеличенная розетка (9) и шайба (7) с мелкозубчатым профилем удерживаются на корпусе (1) катушечного высевающего аппарата крышкой (25) с помощью самонарезающих винтов (26).
Шайба (7) с мелкозубчатым профилем заходит внутрь корпуса (1) катушечного высевающего аппарата на величину, равную толщине шайбы (7). Крышка (25), розетка (9) высевающего аппарата, шайба (7) изготовлены из высокопрочной и износостойкой пластмассы. Увеличенная розетка (9) и шайба (7) с мелкозубчатым профилем имеют одно общее отверстие с прорезями (27), выполненными по форме прорезей розетки катушечного высевающего аппарата. В прорези (27) увеличенной розетки (9) и шайбы (7) с мелкозубчатым профилем входят ребра желобчатой катушки (6). При выдвижении желобчатой катушки (6) из корпуса (1) катушечного
высевающего аппарата рёбра желобчатой катушки (6) скользят по прорезям (27) увеличенной розетки (9) и шайбы (7) с мелкозубчатым профилем. Диаметр й шайбы (7) с мелкозубчатым профилем больше диаметра желобчатой катушки (6) катушечного высевающего аппарата и равен 62 мм. Толщина с шайбы (7) находится в пределах 7,0...8,0 мм. Мелкозубчатый профиль шайбы (7) отгорожен от увеличенной розетки (9) буртиком, выполненным в форме кольца (28) на цилиндрической части увеличенной розетки (9). Мелкозубчатый профиль шайбы (7) образован усеченными правильными четырехугольными пирамидами (29), расположенными в два ряда по её профилю. Нижние и верхние основания правильных пирамид (29) выполнены в виде квадрата. Плоскости симметрии двух соседних усеченных правильных четырехугольных пирамид (29) одного ряда шайбы (7) с мелкозубчатым профилем отклонены друг от друга по окружности шайбы (7) с мелкозубчатым профилем относительно оси вращения шайбы (7) с мелкозубчатым профилем на угол а, равный 17,4 градуса. Усеченные правильные четырехугольные пирамиды (29) одного ряда шайбы (7) с мелкозубчатым профилем смещены относительно усеченных правильных четырехугольных пирамид (29) другого её ряда на угол р, равный 8,6 градусам по окружности шайбы (7) с мелкозубчатым профилем относительно оси её вращения. Каждая усеченная правильная четырехугольная пирамида (29) одного ряда расположена в промежутке между двумя усеченными правильными четырехугольными пирамидами (29) другого ряда. Высота Ь усеченных правильных четырехугольных пирамид (29) шайбы (7) с мелкозубчатым профилем равна 2,8.3,0 мм. Нижние основания а усеченных правильных четырехугольных пирамид (29) шайбы (7) с мелкозубчатым профилем выполнены в форме квадрата со стороной, равной 3,0.3,5 мм. Верхние основания Ь усеченных правильных четырехугольных пирамид (29) шайбы (7) с мелкозубчатым профилем выполнены в форме квадрата со стороной, равной 1,5.1,9 мм. Задняя наклонная стенка (30) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата выполнена с утолщением её корпуса из пластмассы по форме задней наклонной стенки корпуса (1) катушечного высевающего аппарата.
Фигурная шайба (23) имеет на контуре выступ (31), который упирается в нижнюю часть задней наклонной стенки (30) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата, что предотвращает проворачивание её на хвостовике (24) желобчатой катушки (6) катушечного высевающего аппарата. Задняя наклонная стенка (30) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата имеет два сквозных отверстия (32) для крепления её при помощи болтового соединения (33) к
боковинам корпуса (1) катушечного высевающего аппарата.
В каждой боковине корпуса (1) катушечного высевающего аппарата выполнены по два технологических отверстия (34) соосно двум сквозным отверстиям в задней наклонной стенке (32) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата. С левой стороны задней наклонной стенки (30) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата, по направлению его движения, выполнен вырез (35) для прохода мелкозубчатого профиля шайбы (7).
Глубина е выреза (35) больше высоты Ь усеченных правильных четырехугольных пирамид (29) мелкозубчатого профиля шайбы (7). Ширина к выреза (35) больше толщины с шайбы (7) с мелкозубчатым профилем. Зазоры между шайбой (7) с мелкозубчатым профилем и вырезом (35) в задней наклонной стенке (30) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата меньше размеров мелких семян.
Корпус (1) катушечного высевающего аппарата с помощью отбортовки (36) на задней наклонной стенке (30) и отбортовки на передней наклонной стенке (37) корпуса (1) катушечного высевающего аппарата крепится болтовым соединением (38) к дну (2) семенного ящика
напротив прямоугольного выходного отверстия в его дне (2).
Заключение
Разработана конструкция мелкозубчатого высевающего аппарата в форме шайбы для высева семян однолетних и многолетних мелкосеменных культур и при её использовании получены следующие результаты: снижаются потери семян, поддерживается постоянный уровень посевного материала вокруг шайбы с мелкозубчатым профилем, снижается время и трудоемкость работ при переходе на высев другой культуры, сохраняется универсальность разработанного высевающего аппарата, повышается его долговечность и надежность, снижается неудовлетворительная раскладка семян по длине рядка или неравномерный шаг посева, при установке малой нормы высева, исключается дробление посевного материала.
Всё это приводит к сокращению сроков посева, улучшению качества посева мелких семян, экономии посевного материала, снижению себестоимости продукции и повышению урожайности культуры.
На данный высевающий аппарат получен патент на изобретение РФ № 2794964 от 26.04.2023.
Литература
1. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. Москва: Колос, 1980, 473 с.
2. Ларюшин Н.П., Шуков А.В. Актуальность ресурсосберегающей технологии посева зерновых культур. Современные наукоемкие технологии, 2009, № 6, с. 18-20.
3. Ларюшин, Н.П., Шуков А.В. Высевающий аппарат для зерновой сеялки. Образование, наука, практика: инновационный аспект: материалы научной международной НПК. Пенза: РИО ПГСХА, 2008, с. 206-207.
4. Ларюшин Н.П., Кухарев О.Н., Сёмов И.Н. Исследования высевающего аппарата с подпружиненным выталкивателем семян. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2009, № 1, с. 11-12.
5. Ларюшин Н.П., Девликамов Р.Р. Исследования высева семян зерновых культур катушечным высевающим аппаратом. Новые технологии и технические средства в АПК: материалы международной конференции. Саратов, 2013, с. 37-40.
6. Ларюшин Н.П., Бычков И.В. Конструкция высевающего аппарата для высева семян мелкосеменных культур. Нива Поволжья, 2012, № 2 (23), с. 56-59.
7. Ларюшин Н.П., Шуков А.В., Мачнев А.В. Обоснование выбора конструкции высевающего аппарата зерновой сеялки. Нива Поволжья, 2012, № 2, с. 59-65.
8. Ларюшин Н.П. Современные посевные машины: учебное пособие. Пенза: РИО ПГСХА, 2007, 100 с.
9. ОСТ 10 5.1-2000. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей. Введ. 15.06.2000. Москва: Росинформагротех, 2000, 72 с.
10. Захаров А. А., Ларюшин Н. П. Расчет площади сечения выходного отверстия приемной камеры направителя семян высевающего аппарата, для высева семян льна сорта «Северный». Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, Пенза, 27-28 октября 2022 года. Том III. Пенза: Пензенский государственный аграрный университет, 2022, с. 16-19.
11. Ларюшин Н.П., Мачнев А.В., Шумаев В.В. [и др.]. Посевные машины: теория, конструкция, расчёт. Москва: Росинформагротех, 2010, 292 с.
12. Патент № 2794964 C1 Российская Федерация, МПК A01C 7/12. Катушечный высевающий аппарат для высева мелкосеменных культур: № 2022119989: заявл. 20.07.2022: опубл. 26.04.2023. Н. П.
Ларюшин, Д. В. Ванин, А. А. Захаров [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный аграрный университет».
13. СТО АИСТ 5.6-2010. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные и посадочные. Показатели назначения. Общие требования. Москва: Росинформагротех, 2011, 72 с.
14. Федоренко, В.Ф. Ресурсосбережение в АПК: научное издание. Москва: Росинформагротех, 2012, 384 с.
15. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. Москва: КолосС, 2003, 624 с.
16. Dieckmann U. Gedanken zum Zuckerrübenbau heute/U.Dieckmann. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
17. GrossfLachendriLLmaschinen mit Breitreifen. Landmashinen runaschau, 1987, № L, p. 9.
18. Guzek K. Proguamawanie kryterion maszyny roLnizej. Maszyny i Giagniki RoLnicze, 1975, № 20, p. 11-16.
19. Овтов В.А., Шумаев В.В., Губанова А.Р. Сошник для рядового посева семян и удобрений с сво-добообразующей косынкой. Сурский Вестник, 2019, № 2 (6), с. 39-43.
20. Терёхин М.А., Яшин А.В. Пути повышения производительности вальцовых плющилок зерна и снижения энергоемкости процесса плющения. Сурский вестник, 2020, № 2 (10), с. 66-70.
UDC 631.331.53
DOI 10.36461/N P.2023.66.2.014
DESIGN OF A DRILLING MECHANISM MADE IN THE FORM OF A ROLLER WITH A FINELY TOOTHED PROFILE TO SOW FLAX SEEDS
N.P. Laryushin, Doctor of Engineering Sciences, Professor; A.A. Zakharov, postgraduate student; 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: larushinnp@mail.ru
The technological process of sowing seeds of annual small-seeded crops using the example of flax seeds imposes special requirements to the schemes of existing drilling mechanisms. Currently, in Russia and in other foreign countries, a roller feed remains one of the most popular mechanical drilling mechanisms, but they also do not fully meet the agrotechnical requirements to sow seeds of annual and perennial small-seeded crops. This is primarily due to the physico-mechanical properties of the seeds themselves. As a result, during the operation of the drilling mechanisms, there is an increase in the unsatisfactory spreading of seeds along the length of the row or an uneven seeding space. The stability of the overall seeding rate decreases, which, in turn, leads to increased consumption and bruising of sown seeds. The work is relevant for the agro-industrial complex of the Russian Federation since it is aimed at improving the quality indicators of sowing small-seeded crops using the example of flax seeds of the "Severny" variety by improving its technological process and the design scheme of the sowing mechanism. The article describes the design and technological scheme of the designed drilling mechanism containing a roller with a fine-toothed profile to sow seeds of annual small-seeded crops, such as flax seeds of the "Severny" variety. When working with a new drilling mechanism containing a roller with a fine-toothed profile for sowing flax seeds of the "Severny" variety, the unsatisfactory spreading of the seeds along the length of the groove is reduced, as well as bruising of the seed material, which will further lead to an increase in the biological yield of the crop produced.
Keywords: shape, roller, fine-toothed profile, drilling mechanism, small-seed crops, seeds, seeder.
Reference.
1. KLenin N.I., Sakun V.A. Agricultural and reclamation machines. Moscow: KoLos, 1980, 473 p.
2. Laryushin N.P., Shukov A.V. The relevance of resource-saving technology of grain crops sowing. Modern High-tech Technologies, 2009, No. 6, pp. 18-20.
3. Laryushin, N.P., Shukov A.V. Drilling mechanism for a grain seeder. Education, science, practice: innovative aspect: materials of the scientific international NPC. Penza: PPD PSAA, 2008, pp. 206-207.
4. Laryushin N.P., Kukharev O.N., Semov I.N. Studies of a seeding apparatus with a spring-loaded seed ejector. Mechanization and Electrification of Agriculture, 2009, No. 1, pp. 11-12.
5. Laryushin N.P., DevLikamov R.R. Studies of sowing seeds of grain crops with a roLLer drilling mechanism. New technologies and technical means in the agro-industriaL complex: materials of the international conference. Saratov, 2013, pp. 37-40.
6. Laryushin N.P., Bychkov I.V. The design of the drilling mechanism for sowing seeds of small-seeded crops. Niva of the Volga region, 2012, No. 2 (23), pp. 56-59.
7. Laryushin N.P., Shukov A.V., Machnev A.V. Justification of the choice of the design of the sowing apparatus of the grain seeder. Niva of the Volga region, 2012, No. 2, pp. 59-65.
8. Laryushin N.P. Modern drilling mechanisms: a textbook. Penza: PPD PSAA, 2007, 100 p.
9. OST 10 5.1-2000. Testing of agricultural machinery. Seeding machines. Methods for evaluation of functional indicators. Introduction. 15.06.2000. Moscow: Rosinformagrotech, 2000, 72 p.
10. Zakharov A. A., Laryushin N. P. Calculation of the cross-sectional area of the outlet of the seed guide feed chamber of the drilling mechanism to sow flax seeds of the "Severny" variety. Contribution of young scientists to the innovative development of the agro-industrial complex of Russia: collection of materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Penza, October 27-28, 2022. Volume III. Penza: Penza State Agrarian University, 2022, pp. 16-19.
11. Laryushin N.P., Machnev A.V., Shumaev V.V. [et al.]. Sowing machines: theory, design, calculation. Moscow: Rosinformagrotech, 2010, 292 p.
12. Patent No. 2794964 C1 Russian Federation, IPC A01C 7/12. Roller drilling mechanism for seeding small-seeded crops: No. 2022119989: application 20.07.2022: publ. 26.04.2023. N. P. Laryushin, D. V. Vanin, A. A. Zakharov [et al.]; the applicant is the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Penza State Agrarian University".
13. STO AIST 5.6-2010. Tests of agricultural machinery. Sowing and planting machines. Appointment indicators. General requirements. Moscow: Rosinformagrotech, 2011, 72 p.
14. Fedorenko, V.F. Resource conservation in agriculture: a scientific publication. Moscow: Rosinformagrotech, 2012, 384 p.
15. Khalansky V.M., Gorbachev I.V. Agricultural machines. Moscow: KolosS, 2003, 624 p.
16. Dieckmann U. Gedanken zum Zuckerrubenbau heute/U.Dieckmann. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
17. GrossfLachendriLLmaschinen mit Breitreifen. Landmashinen runaschau, 1987, № L, p. 9.
18. Guzek K. Proguamawanie kryterion maszyny roLnizej. Maszyny i Giagniki RoLnicze, 1975, № 20, p. 11-16.
19. Ovtov V.A., Shumaev V.V., Gubanova A.R. A coulter for row sowing and fertilizers with an arch-forming kerchief. Sursky Bulletin, 2019, No. 2 (6), pp. 39-43.
20. Terekhin M.A., Yashin A.V. Ways to increase productivity of grain roller flatteners and reduce the energy intensity of the flattening process. Sursky Bulletin, 2020, No. 2 (10), pp. 66-70.
