CC BY
6НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСКОВЫХ СОШНИКОВ ЗЕРНОВЫХ СЕЯЛОК С ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ Каскулов М.Х., Ероков М.Б .(muratN99@mail.ru) Кабардино-Балкарская Государственная Сельскохозяйственная Академия Для проведения посевных работ в КБР в основном используются зерновые сеялки различных модификаций на базе сеялки СЗ-3,6. Основным способом посева зерновых и зернобобовых культур остаётся рядовой способ, использующий сеялки с двухдисковыми сошниками. Успешное проведение посевных работ во многом зависит от надежной и качественной работы сеялок при различных погодных условиях и характеристиках почвы. Качественная работе же сеялок во многом определяется одним из конструктивных ее элементов - сошников.
Существенными недостатками двухдисковых сошников является их неудовлетворительная устойчивость по глубине хода и сгруживание почвы и растительных остатков перед сошниками при остановке вращения одного или двух дисков, плохая разделка крупных почвенных комков. Залипание сошников приводит к нарушению конфигурации бороздки, созданию предсошникового холма, неравномерности заделки семян по глубине, а на отдельных видах почв (при большом переувлажнении) работа становится невозможной, усиливается также отбрасывание частиц почвы, из-за чего увеличивается площадь поперечного сечения борозды. Это вызывает интенсивный рост тягового сопротивления и требует дополнительной очистки их поверхностей чистиками.
Несмотря на указанные недостатки, двухдисковые сошники применяются в основном для рядового посева семян на черноземных и глинистых почвах [1,2], которые известны как наиболее характерные по прилипаемости. Именно при обработке глинистых и суглинистых почв, влажность которых выше 17-20%, возникает залипание почвой рабочих поверхностей почвообрабатывающих и посевных машин. Как отмечалось выше, залипание рабочих органов сеялки крайне отрицательно сказывается на качестве работы. Для работы при повышенной влажности почвы было предложено много различных способов [5,6,7], каждый из которых имеет свои достоинства и
недостатки. Отметим, что все они в виду их сложности, серийного применения не нашли. В связи с этим нами проводились лабораторные исследования по применению полимерных пластмассовых покрытий для обработки поверхностей дисковых сошников сеялки. Проведенные ранее исследования как у нас в стране, так и за рубежом [8,9,11,12], касались главным образом борьбы с залипанием рабочих органов почвообрабатывающих машин, в частности плугов. Для борьбы с залипанием рабочих органов плуга было предложено множество различных способов, среди которых можно отметить:
• создание защитных пленок на границе металл-почва; применение вибрации;
• замена пассивных рабочих поверхностей активными;
• применение различных металлов в качестве покрытия для отвалов (никелирование, хромирование и т.д.);
• изменение геометрической поверхности рабочих органов в зависимости от характеристик почвы.
Из всех этих способов наиболее перспективным является применение полимерных пластических масс в качестве покрытия рабочих органов. Проведенные в США лабораторные исследования показали, что в случае применения пластических масс в качестве покрытия рабочих органов почвообрабатывающих машин значительно снижается коэффициент трения, а также тяговое сопротивление плужного корпуса [12,14]. Все исследования по использованию пластических масс в качестве материалов для борьбы с залипанием и снижением трения, проводились в основном для плужных корпусов и показали, что наилучшие результаты дает группа фторопластовых пластмасс и полиэтилена высокого давления [8,9,11,12,14].
В то же время проблема залипания актуальна и для рабочих органов посевных машин при работе на переувлажненной почве, так как природно-климатические условия в Республике характеризуются значительным увлажнением почвы в традиционный период проведения посевных работ. В связи с этим нами проводились лабораторные исследования по применению полимерных пластмассовых покрытий для обработки поверхностей дисковых сошников сеялки с целью улучшения ее технических характеристик.
Исследования проводились на специально созданной лабораторной установке, установленной на почвенном канале. Сошники приводились во вращение посредством электропривода с редуктором со скоростью вращения п=60 об/мин. В процессе движения сошников по почвенному каналу производились измерения электрических и механических характеристик. В качестве электрического параметра регистрировался электрический потенциал, возникающий в почве в процессе движения сошника. Для его измерения использовались микровольтметры В2-15 и электрометрические усилители. Регистрирование потенциала осуществлялось посредством помещаемых в почвенный канал электродов. Электроды располагались таким образом, что расстояние между ними и сошником оставалось строго фиксированным. Один из электродов находился вблизи сошника (3см.), второй электрод располагался на расстоянии 13 см., перпендикулярно сошнику, что позволяло измерять электрический потенциал наводимый в почве, на расстоянии 1 0 см. между электродами. Электроды подключались непосредственно к вольтметру или электрометрическому усилителю. Для проверки работы измерительной цепи использовались внешние источники напряжения, создающие аналогичную напряженность поля. Скорость вращения регистрировалась тахометром. Для каждого опыта регистрировались параметры используемой почвы, такие как ее влажность, температура, дисперсный состав и др. Механические характеристики получали за счет динамометрирования, а также проводилось визуальное наблюдение и использовались средства видеосъемки. В качестве покрытий использовались следующие материалы: полиэтилен высокого давления ПЭ-150; пентопласт А; фторопласт-42. Отметим, что из всех используемых материалов фторопласт обладает самым низким коэффициентом трения (0,04-0,13) по стали, полным отсутствием водо-масло-бензопоглощения, высокими механическими свойствами и ударопрочностью [3,13]. Фторопласт обладает влагоотталкивающими (гидрофобными) свойствами, что является основным фактором для устранения залипания. Пентопласт А обладает следующими ценными свойствами: высокой механической прочностью; высокой химической стойкостью к действию агрессивных сред; имеет высокие диэлектрические свойства [3,13]. Полиэтилен ПЭ-150 также обладает химической стойкостью к воздействию кислот, водопоглощение за 24ч.-
0,01г/см , твердость 43-52 по Бринеллю [3,13].
Все исследуемые полимерные материалы наносились нами методом напыления в электростатическом поле по известной технологии [13]. Перед нанесением покрытий проводилась предварительная подготовка поверхности дисков, включающая ее очистку, обезжиривание и фосфатирование. Нанесенные на такую поверхность покрытия обладают достаточно высокими адгезионными характеристиками.
Проведенные нами исследования показали, что несмотря на некоторую схожесть характеристик исследуемых материалов, наилучший эффект (снижение залипаемости), наблюдается у сошников использующих в качестве покрытия фторопласт-42. Несколько хуже эта характеристика у полиэтилена и пентопласта. Наихудший результат наблюдается у контрольного (серийного) сошника. Сила сцепления почвы с поверхностью сошников возрастает с увеличением влажности почвы, достигая максимума при W=30-35%. Дальнейшее увеличение влажности почвы, сопровождается снижением этой силы. При этом липкая почва, остающаяся на фторопластовом покрытии при естественном высыхании не взаимодействует с ним, как это происходит с металлической поверхностью, а отстает и отваливается (при незначительном усилии). Кроме того можно отметить, что при влажности почвы 24% фторопластовые покрытия в 1,5-1,7 раза более износостойки, чем полиэтиленовые. Последние в свою очередь более износостойки, чем пентопластовые покрытия.
Отметим, что в процессе работы сошников в почве должен возникать электрический потенциал, обусловленный протеканием в ней гальваноэлектрических процессов [4]. Возникновение данного потенциала может быть описано теорией электрохимических процессов. Однако в случае использования полимерных покрытий, наряду с вышеуказанными процессами, существенную роль должны играть процессы обусловленные трением и дополнительной поляризацией контактирующей с сошником почвы. Естественно ожидать, что характеристики такого потенциала должны быть тесно связаны с материалом используемым нами в качестве покрытия сошника. Поэтому, нами проведены исследования явления возникновения и изменения электрического потенциала при работе сошников с различными полимерными покрытиями.
Проведенные исследования показали, что для одних и тех же физико-механических характеристик почвы и одинаковой скорости вращения, для сошников с фторопластовым покрытием потенциал имеет положительное относительно нулевой точки значение и изменяется в пределах + 50 +100 мВ. В случае использования полиэтиленового покрытия знак потенциала остался прежним, хотя его значение значительно снизилось и достигло величин +30 +50 мВ. В случае использования сошников с пентопластовым покрытием потенциал изменялся в области нулевого значения в пределах -20 +30 мВ. Для контрольных образцов сошников без покрытия потенциал имел во всех опытах отрицательное значение в пределах -50 -30 мВ. Отметим, что величина потенциала в значительной степени зависит от силы давления
на боковую поверхность дисков сошника. Так увеличение этой силы давления с 0,1 до
2
0,3 кг/см сопровождалось увеличением потенциала с 50 до 80 мВ для фторопласта. Стабильным остается только знак возникающего потенциала. Сопоставление получаемых значений потенциала и его знака с эксплуатационными характеристиками указывает на то, что для фторопласта обладающего наилучшими эксплуатационными характеристиками величина и знак потенциала явно отличаются от всех остальных используемых материалов.
Таким образом, выявлена связь между эксплуатационными характеристиками сошника и возникающим в почве электрическим потенциалом. Показано, что для сошников с фторопластовым покрытием знак и величина возникающего электрического потенциала резко отличаются от сошников без покрытия. Наличие фторопластового покрытия способствует устранению залипания, что в свою очередь позволит уменьшить затраты энергии и повысить качество работы сошников.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Сеялка зернотуковая СЗ-3,6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ПО "СИБСЕЛЬМАШ", 1989.
2. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1990, № 8,-с.58.
3. Кричевский М.Е. Применение полимерных материалов при ремонте сельскохозяйственной техники.-М.: Росагропромиздат, 1988.-143с.
4. Иванько И.П., Александров Н.Н., Гак Е.З. Гальваноэлектрические эффекты в почве - резерв ее плодородия.//Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1986, № 6.-с.34-35.
5. Авторское свидетельство № 1273006, кл. А 01С 7/20.
6. Авторское свидетельство № 475972, кл. А 01С 7/20.
7. Авторское свидетельство № 858606, кл. А 01С 7/20.
8. Бредун М.И. Тяговое сопротивление плуга с различными покрытиями корпусов.// Вестник сельскохозяйственной науки, 1963, № 7.-с.71-73.
9. Sack H. Kunststoffbelag auf Streiblech.//Landtechnik Forschritt, 1962,#1.-c.71-73.
10. Полякова К.К., Пайма В.И. Технология и оборудование для нанесения порошковых полимерных покрытий.-М.: Машиностроение, 1972.-135с.
11 . Мильцев А. И. Прилипание и трение почвы по металлам и пластмассам.// Исследование рабочих органов сельскохозяйственных машин: Тр. конф. мол. ученых.-М.: ВИСХОМ, 1966.-с.3-15.
12. Мильцев А.И. Способы борьбы с залипанием плужных корпусов. Обзор.-М.: ВИСХОМ, 1964.-20 с.
13. Верещагин И.П., Котлярский Л.Б., Морозов В.С. и др. Технология и оборудование для нанесения полимерных покрытий в электростатическом поле.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-237с.
14. Доклад ASAE #61-649.
