Исследования двухдискового сошника с нулевым углом атаки дисков и усеченно-конусными ребордами-бороздообразователями

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследования двухдискового сошника с нулевым углом атаки дисков и усеченно-конусными ребордами-бороздообразователями

С.В. АВСЮКЕВИЧ,

С.В. КОЛОС,

В.Р. ПЕТРОВЕЦ

Государственной программой устойчивого развития села на 2011-2015 гг. планируется реализовать ресурсосберегающие технологические процессы в земледелии, довести урожайность зерновых культур до 43 ц/га, а производство зерна в 2015 г. - до объема 12 млн. тонн [1].

Получить такие высокие урожаи зерновых возможно только при условии усовершенствования рабочих органов посевных агрегатов, а именно сошников.

Наиболее перспективными в настоящее время являются одно- и двухдисковые сошники, которые хорошо работают на различных типах почв, в том числе засоренных растительными и пожнивными остатками [2].

Анализ источников

Основная цель посева заключается в обеспечении оптимальных условий прорастания семян и в дальнейшем развитии растений, которые в основном зависят от оптимального сочетания трех факторов: водного, воздушного и теплового. Известно, что наилучшее сочетание водного, воздушного и теплового факторов отмечается, когда семена равномерно распределены по площади поля на заданную (оптимальную) глубину. При этом они должны быть уложены на плотный слой почвы и прикрыты рыхлым слоем почвы мелкокомковатой структуры. Несоблюдение любого из этих требований ведет к снижению урожайности 3.

Методы исследования

В процессе проведения исследований нами были использованы методы сравнения в полевых условиях и анализа.

Основная часть

Технологические образования бороздок и распределения семян двухдисковыми сошниками с углами атаки.

На рис. 1 приведены схемы бороздообразования шести двухдисковых сошников с различными углами атаки дисков. Тенденция создания посевных машин направлена на повышение их производительности и сокращение сроков посева зерновых и других сельскохозяйственных культур. Составляющими увеличения их производительности могут быть ширина захвата и скорость посевных машин. Увеличение ширины захвата посевных машин для хозяйств нашей республики практически исчерпана 6-8 метрами. В северо-восточной части республики, Могилевской и Витебской областях, максимально приемлемы шестиметровые посевные агрегаты. В настоящее время агротехническими требованиями для посевных машин рекомендуется скорость их движения 2,5-3 м/с (до 10 км/ч). Такая скорость рекомендуется из-за конструкций дисковых сошников, которые хорошо работают на любых типах почв, в том числе мульчированных. Однако существующие двухдисковые сошники имеют определенный угол атаки дисков для наилучшего формирования бороздок и распределения в них семян, например, зерновых культур, в соответствии с рис. 1.

Рис. 1. Схемы образования бороздок и распределения семян двухдисковыми сошниками:

а - двухдисковый узкорядный сошник с междурядьем 75 мм с углом атаки 18о; б - двухдисковый узкорядный сошник с междурядьем 75 мм и углом атаки 18о; в - двухдисковый узкорядный сошник с коническими дисками с междурядьем 75 мм и углом атаки 18о; г - двухдисковый сошник овощной сеялки СО-4,2 с ограничительными ребордами с междурядьем 70 мм и углом атаки 10о; д - двухдисковый широкополосный сошник с междурядьем 150 мм, шириной полосы рассева семян 60-80 мм и углом атаки 18о; е - двухдисковый сошник (макетный образец) с междурядьем 125 мм и углом атаки дисков 0о;

1 - семянаправитель; 2 - плоские диски двухдисковых сошников; 3 - делитель семян; 3* - обрезиненный распределитель семян; 4 - почва, отбрасываемая двухдисковыми сошниками; 4* - гребень почвы, образованный макетным образцом двухдискового сошника с нулевым углом атаки дисков

Эти углы атаки дисков находятся в пределах 9-18° для осуществления широкорядных и узкорядных посевов, как правило, 150 или 75 мм. В настоящее время в республике используются импортные и отечественные посевные машины с двухдисковыми сошниками для посева зерновых культур с междурядьем 125 мм и уменьшенным углом атаки дисков. Это осуществляется с целью уменьшения отброса почвы в сторону от дисков сошников и забрасывания ею соседних рядков семян. Огромным резервом увеличения производительности посевных машин и сокращения сроков посева является скорость. Однако с увеличением скорости увеличивается отброс почвы с забрасыванием ею соседних рядков, что приводит к нарушению глубины заделки семян зерновых культур. Двухдисковые сошники имеют и другие существующие недостатки.

Известные двухдисковые сошники с плоскими дисками с углами атаки 9о и 18о для узкорядного и широкорядного посева семян имеют следующие недостатки:

- разрушают уплотненный слой почвы для семян, образованный различными конструкциями катков в составе комбинированных почвообрабатывающих и почвообрабатывающе-посевных агрегатов;

- расстановка на сеялках и почвообрабатывающе-посевных агрегатах осуществляется, как правило, в два ряда, что значительно увеличивает их длину;

- ухудшают равномерность заделки семян по глубине за счет наличия углов атаки дисков и забрасывания почвой соседних рядков;

- не образуют уплотненного ложа для семян конструкцией дисков большинства двухдисковых сошников;

- увеличивают тяговое сопротивление посевных агрегатов за счет перемещения и отбрасывания в сторону значительной массы почвы;

- имеют повышенную металлоемкость;

- для образования уплотненного ложа для семян требуют установки на двухдисковые сошники дополнительных приспособлений с опорно-прикатывающими катками;

- не осуществляют качественно технологический процесс посева семян на высоких скоростях, более 3 м/с.

На рис. 1, а [4] приведена технологическая схема бороздообразования двухдисковым сошником для узкорядного посева семян зерновых культур с междурядьем 75 мм с углом атаки дисков 18°. На рис. 1, б [5] представлен двухдисковый сошник А. А. Точицкого с коническими дисками. С помощью конических дисков уплотняется дно бороздки, на которую укладываются семена. На рис. 1, в показан двухдисковый узкорядный сошник, осуществляющий образование междурядья шириной 150 мм. На рис. 1, г [6] показан двухдисковый сошник овощной сеялки СО-4,2 с раздвигающимися ребордами. С помощью реборд осуществляется постоянная глубина хода дисков, раскрывающих бороздки для семян, что гарантирует заданную глубину их посева. На рис. 1, д [7] указан двухдисковый сошник В. А. Гайдукова, у которого семянаправитель заканчивается прорезиненным распределителем семян. С помощью этого распределителя между дисками выравнивается дно бороздки и семена размещаются лентой с шириной 60-80 мм, которые прикатываются обрезиненным каточком, присоединенным к корпусу сошника и расположенным между дисками. Каточек обеспечивает прикатывание семян и поддерживает заданную глубину их посева. На рис. 1, е [8] представлен макетный образец двухдискового сошника с нулевым углом атаки дисков с симметричными усеченно-конусными ребордами, за которыми размещены семянаправители. Реборды формируют две бороздки уплотненным дном и ограничивают определенную глубину размещения семян. сошник посевной агрегат борозда

Влияние скорости движения V и давления Р на двухдисковый сошник с усеченно-конусными ребордами-бороздообразователями на распределение семян по глубине.

По результатам лабораторно-полевых исследований (рис. 2, 3, 4, а, б, в) получены гистограммы распределения семян по глубине при изменении скорости движения от 1,67 до 3,89 м/с и давления на экспериментальных сошниках от 120 до 200 Н и более. С возрастанием давления до 200 Н на экспериментальный двухдисковый сошник при скорости 1,67 м/с (6 км/ч) количество семян в слое 20-30 мм увеличивается примерно на 6 %.

Рис. 2. Гистограммы распределения семян по глубине двухдисковым сошником с ребордами-бороздообразователями с различным давлением пружины на почву при скорости движения - 1,67 м/с (6 км/ч)

а - давление пружины на почву 120 Н,

б - давление пружины на почву 160 Н,

в - давление пружины на почву 200 Н

Рис. 3. Гистограммы распределения семян по глубине двухдисковым сошником с ребордами-бороздообразователями с различными давлениями пружины на почву при скорости движения -2,78 м/с (10 км/ч)

а - давление пружины на почву 120 Н,

б - давление пружины на почву 160 Н,

в - давление пружины на почву 200 Н

В крайних слоях почвы - в верхнем 5-10 мм и нижнем 35-40 мм - количество семян снижается на 4-5 %. Мы считаем, что при давлении 200 Н экспериментальный двухдисковый сошник перемещается в вертикальной плоскости более стабильно, что подтверждается данными опыта, приведенными на рисунках 2, 3, 4, а, б, в.

Рис. 4. Гистограммы распределения семян по глубине двухдисковым сошником с ребордами-бороздообразователями с различными давлениями пружины на почву при скорости движения - 3,89 м/с (14 км/ч)

а - давление пружины на почву 120 Н,

б - давление пружины на почву 160 Н,

в - давление пружины на почву 200 Н

При скорости 2,78 м/с с увеличением давления с 120 Н до 200 Н происходит перераспределение семян по глубине их заделки. Например, происходит перераспределение семян из нижележащих слоев в верхние слои почвы. Так, в слое 25-30 мм произошло уменьшение количества семян на 5 %, а в слое 20-25 мм увеличение на 2-3 %. Такая же закономерность подтверждается при распределении семян по глубине и в других слоях почвы.

При скорости 3,89 м/с при изменении давления на экспериментальный двухдисковый сошник также наблюдается небольшое перераспределение семян в вышележащие слои почвы. Так, например, в слое почвы 20-25 мм количество семян повысилось на 5-6 %, а в слое 30-35 мм уменьшилось на 2-5 %.

Агротехническими требованиями по глубине заделки семян зерновых культур установлено, что 80 % семян должно заделываться в два смежных слоя. В нашем случае в два смежных слоя 15-25 мм и 25-35 мм заделывается более 90 % семян.

Результаты сравнительных хозяйственных испытаний комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата с однодисковыми и селекционной сеялки СН-10М с экспериментальными сошниками.

На производственном участке РУП «Учхоз БГСХА» проведены испытания по предлагаемой методике на урожайность ячменя модернизированной селекционной сеялкой СН-10М и комбинированным почвообрабатывающе-посевным агрегатом АПП-3А.

В I варианте при проведении почвообработки и посеве со скоростью 3 м/с средняя урожайность ячменя после проходов трактора Беларус-2022 с комбинированным агрегатом АПП-3А составила 45,5 ц/га, а после Беларус-2022 с почвообрабатывающей частью + посев модернизированной селекционной сеялкой СН-10М - 46,0 ц/га, табл. 1.

В варианте II при почвообработке и посеве комбинированным агрегатом на скорости 3 м/с средняя урожайность составила 45,8 ц/га, а при почвообработке на скорости 3 м/с и посеве сеялкой СН-10М при скорости 4 м/с - 45,7 ц/га, табл. 1.

В III варианте при работе комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата на скорости 3 м/с и отдельно почвообрабатывающей части на скорости 4 м/с части + посев сеялкой с экспериментальными сошниками урожайность составила соответственно 45,6 и 45,5 ц/га (таблица).

Урожайность ячменя при сравнительных испытаниях модернизированной селекционной сеялки с экспериментальными двухдисковыми сошниками и комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата с однодисковыми сошниками

После закладки хозяйственных испытаний и появления всходов нами было обнаружено, что за экспериментальными двухдисковыми сошниками с усеченно-конусными ребордами-бороздообразователями полные всходы ячменя появились на два, три дня раньше, чем за однодисковыми сошниками серийного почвообрабатывающе-посевного агрегата. Однако глубина заделки семян ячменя, определяемая по этилированной части растений, была неодинаковой. Так, у серийных однодисковых сошников глубина заделки колебалась от 0,8 до 4,3 см, то у экспериментальных двухдисковых двухстрочных сошников соответственно - от 1,9 до 3,6 см средняя глубина заделки семян у однодисковых сошников, установленных в два ряда, составила 3,48 см, а у экспериментальных - 2,85 см, что на 12,2 % меньше. При скорости V ? 4 м/с у экспериментальных двухдисковых сошников наблюдалось уменьшение средней глубины заделки семян до 2,63 см, что на 10,8 % меньше чем при скорости V ? 3 м/с. При работе серийных однодисковых сошников, установленных в два ряда на комбинированном почвообрабатывающе-посевном агрегате АПП-3А наблюдалось увеличение глубины заделки семян переднего ряда. Это происходило за счет забрасывания борозды диском, открывающим бороздку для семян второго ряда сошников, о чем свидетельствуют сравнительные исследования плавности хода сошников, представленные на рис. 5.

Рис. 5. Сравнительные исследования плавности хода экспериментальных двухдисковых и серийных однодисковых сошников селекционной сеялкой СН-10М и почвообрабатывающе-посевным агрегатом АПП-3А

1, 2 - по I варианту испытаний, с учетом табл.;

9, 10 - по II варианту испытаний, с учетом табл.;

17, 18 - по III варианту испытаний, с учетом табл.

Заключение

На основании вышеизложенных данных по сравнению серийных однодисковых сошников и экспериментальных двухдисковых можно утверждать, что применение экспериментального двухдискового сошника с усечено-конусными ребордами-бороздообразователями позволяет добиться равномерности заделки семян в почву за счет использования реборд-бороздообразователей, устранить сгруживание и отброс почвы, а также сделать рациональным их использование при одновременном высеве семян в две бороздки за счет установки дисков вертикально и параллельно направлению движения; повысить всхожесть семян за счет использования реборд-бороздообразователей, которые создают уплотненные ложа; снизить тяговое сопротивление за счет установки дисков сошника вертикально и параллельно направлению движения.

Литература

1. Государственная программа устойчивого развития села на 2011-2015 гг. - Минск, 2011 - 99 с.

2. Петровец, В. Р. Обзор и исследование одно- и двухстрочных современных дисковых сошников / В. Р. Петровец, Н. В. Чайчиц, С В. Авсюкевич // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2009. - №1. - С. 152-158.

3. Лепешкин, Н. Д.Выбор и использование комбинированных почвообрабатывающее-посевных агрегатов в условиях Республики Беларусь: рекомендации / Н. Д. Лепешкин, А. А. Точицкий, С. Ф. Лойко; НАН Беларуси РУП «Научно-практический центр национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства». - Минск, 2007. - 48 с.

4. Клочков, А. В. Сельскохозяйственные машины / А. В. Клочков, Н. В. Чайчиц, В. П. Буяшов. - Минск: Ураджай, 1997. - 160 с.

5. Точицкий, А. А. Изыскание и исследование сошников к зерновым сеялкам для посева на торфяных почвах: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук / А. А. Точицкий. - Минск, 1981. - 17 с.

6. Карпенко, А. Н. Типы сеялок и конструкции рабочих органов / А. Н. Карпенко // О новых машинах для социалистического сельского хозяйства. - М., 1947 - Вып. 2. - С. 44-47.

7. Гайдуков, В. А. Повышение качества посева зерновых культур сошниковой группой с распределением и прикатыванием семян по ленте: автореф. дисс. … канд. техн. наук / В. А. Гайдуков; Бел. госуд с.-х. акад. - Горки, 1998. - 21 с.

8. Двухдисковый сошник: пат. 5026 Респ. Беларусь, МПК А 01С 7/00 / В. Р. Петровец, Н. В. Чайчиц, Н. И. Дудко, С. В. Авсюкевич; заявитель УО БГСХА. - № u20070865; заявл. 12.04.2007; опубл. 11.12.2008 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2008. - № 3. - С. 178.

9. Авсюкевич, С. В. Классификация двухдисковых сошников для посева травяных и зерновых культур / С. В. Авсюкевич, Н. И. Дудко, В. Р. Петровец. - Вестник БГСХА. - 2012. - № 2. - С. 138-143.

10. Оганесян, С. В. Равномерность заделки семян в почве и вероятность попадания их на заданную глубину в зависимости от скорости движения агрегата / С. В. Оганесян // Доклад. МИИП. - М., 1966. - Т.3.- Вып. 1. - С. 311-318.

Аннотация

В настоящей статье авторами приводятся данные полевых исследований однодисковых серийных сошников и экспериментального для посева зерновых культур. Основное внимание уделено анализу технологических схем образования бороздок различными двухдисковыми сошниками и распределению семян по глубине однодисковыми сошниками почвообрабатывающе-посевного агрегата и экспериментальными двухдисковыми в зависимости от скорости, т. к. от всех этих показателей зависит не только производительность посевных машин и сокращение сроков посевов, но и урожайность возделываемых культур.

The article presents data about field test of one-disc serial ploughshares and experimental one for sowing grain crops. The main attention was given to the analysis of technological schemes of furrow formation by different two-disc ploughshares, and to the distribution of seeds in the depth by one-disc ploughshares of soil-cultivating-and-sowing aggregate and experimental two-disc ones depending on the speed, as all these indicators influence not only productivity of drills and reduction of the terms of sowing, but also productivity of cultivated crops.

Размещено на Allbest.ru