ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ПОСЕВНОЙ МАССЫ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЗЕРНОВОЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СЕЯЛКЕ

Комаров Ю.В.¹, Романчиков С.А.², Тимофеев С.В.³

¹Кандидат технических наук, доцент,

^2,3аспирант,

ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ПОСЕВНОЙ МАССЫ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЗЕРНОВОЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СЕЯЛКЕ

Аннотация

Целью статьи является определение параметров распределителя посевной массы применительно к зерновой пневматической сеялке. В статье приведена характеристика современных отечественных и зарубежных конструкций распределителей посевной массы, а также описание и расчеты таких основных параметров распределителя посевной массы, как ширина засеваемой полосы, угол разброса посевного материала, высота размещения распределителя относительно сошника, количество семян, находящихся в семяпроводе при посеве, применительно к зерновой пневматической сеялке. В заключении дается краткое описание применения рассматриваемого распределителя посевной массы.

Ключевые слова: Внутрипочвенный разбросной посев, стрельчатая лапа, распределитель, распределение семян, посевная масса, пневматическая сеялка, направляющие потока.

Komarov Yu.V.¹, Romanchikov S.A,², Timofeev S.V.³

¹PhD in Engineering, Associate Professor,

^2,3Postgraduate Student,

FSBEI of Higher Education “Saratov State University”

MAIN PARAMETERS OF SEED DISTRIBUTOR DESIGN IN RELATION TO A GRAIN PNEUMATIC SEEDER

Abstract

The purpose of the article is to determine the parameters of the sowing mass distributor in relation to a grain pneumatic seeder. The article describes the characteristics of modern domestic and foreign designs of the distributor of the sowing mass, as well as the description and calculations of the main parameters of the seed distributor, such as the width of the sown strip, the spread angle of the seed, the height of the distributor placement in relation to the opener, the number of seeds in the drill tube in relation to a grain pneumatic seeder. In conclusion, a brief description of the seed distributor application under consideration is given.

Keywords: subsurface broadcast sowing, blade, distributor, seed distribution, seed weight, pneumatic seeder, flow guides.

Повышение урожайности напрямую зависит от созданных условий для роста и развития сельскохозяйственных растений, что доказано современной наукой и передовой практикой. Для реализации этих возможностей необхо­димо совершенствовать существующую технологию их возделывания, а также создавать машины, соответствующие прогрессивной технологии и отвечаю­щие высоким требованиям новой агротехники. В процессе возделывания сельскохозяйствен­ных культур особенно важным и ответственным является посев, поскольку именно при посеве закладывается основа будущего урожая. Основным усло­вием получения высоких урожаев является способность выбранного способа посева и технологии его осуществления наиболее полно обеспечить растения факторами жизни. Для достижения поставленных целей посев должен отве­чать следующим условиям:

• Распределение семян по засеваемой площади должны быть равномерным;
• Средняя неравномерность высева между отдельными высевающими ап­паратами не должна превышать 3%;
• Количество семян в каждом рядке должно быть одинаковым и соответ­ствовать установленным нормам, отклонение общего высева от нормы допускается не более ± 3%;
• Семена при высеве не должны повреждаться в высевающих аппаратах, сошниках и других механизмах сеялки;
• Сошники должны создавать слегка уплотненное дно борозды, глубина бо­розд должна быть одинакова. Семена укладываются на уплотненное дно и засеваются влажным слоем почвы, отклонение от заданной глубины за­делки семян допускаются при глубине посева 3…4, 4…5 и 6…8 см соот­ветственно ±0,5; ±0,7 и ±1,0 см

В современных пневматических зерновых сеялках, удовлетворяющих условиям поставленных целей равномерного посева, применяются различные распределители и отражатели посевной массы. Зачастую используются распределители посевной массы, вместо отражателей, так как за счет давления воздушного потока в пневматической системе сеялки сила удара об отражательный элемент приводит к травмированию посевного материала. [1]

В современных пневматических сеялках, оборудованных стрельчатыми лапами для совмещения процесса боронования и посева используется сошник для разбросного посева, содержащий стрельчатую лапу, которая крепится к трубе-стойке-семяпроводу, состоящей из вертикального и наклонного прямолинейных участков, причем угол наклона стойки-семяпровода с вертикальной осью не превышает угла трения частиц о материал стойки-семяпровода, в нижней части которого установлен семяраспределитель, симметричной конфигурации, представляющий собой многогранную пирамиду с криволинейными участками в нижней части, радиус которых находится в пределах от 10 до 100 мм. Криволинейная часть семяраспределителя, на выходе имеет горизонтальный участок. На противоположной стороне стойки-семяпровода, в нижней части, установлен семянаправитель, формирующий поток семян.

Недостатками данной конструкции являются:

1. Неравномерное распределение семян под полость стрельчатой лапы.
2. Невозможность применения распределяющего устройства для высевания культур мелкой фракции из-за застревания семян в углах между распределяющим устройством и семяпроводом.
3. Семена падают на семяраспределитель от семянаправителя с отскоком, что сильно травмирует, и даже разрушает семена, учитывая, что семена движутся под действием потока воздуха.
4. Угол наклона семяраспределителя к горизонту слишком большой, что создает обратный отскок в семяпровод и приводит к неравномерному распределению семян.
5. Сложность в изготовлении и монтаже.

При конструировании распределителя семян важно принимать во внимание, что сеялка, оборудованная разрабатываемым сошником, движется по полю, приподнимая стрельчатой лапой землю и создавая подлаповое пространство и пневматическая система сеялки, в свою очередь, создает поток воздуха и направляет посевную массу по семяпроводу в распределитель потока семян. Из технологического процесса работы стрельчатой лапы, с распределителем потока семян, следует учитывать направление потока семян, создаваемое распределителем, чтобы посевной материал равномерно распределялся на всю ширину засеваемой полосы. Многие зарубежные производители такие, как HORSCH Maschinen GmbH или Bourgault Industries Ltd в конструкции распределителей используют вертикальное направление распределяемого потока посевной массы. Такое направление высеваемого потока не позволяет заделывать большинство семян на технологическую глубину посева, и семена распределяются по поверхности почвы. Для заглубления семян в почве необходимо увеличивать силу потока воздуха, что неизбежно приводит к увеличению нормы высева.[2]

В распределителях посевного материала можно выделить несколько характеристик: ширина распределения посевного материала и равномерность распределения по ширине. В свою очередь ширина распределения посевного материала не может быть определена без данных о перекрытии рабочих органов, об угле разброса посевного материала и о высоте размещения распределителя посевного материала, а равномерность распределения посевного материала напрямую зависит направленности распределяемого потока (Рис.1).

Рис. 1 – Распределитель посевной массы:

1 – стрельчатая лапа; 2 – распределитель; α – угол наклона крыльев стрельчатой лапы к горизонту; B – ширина стрельчатой лапы; b_p – ширина распределителя, b – ширина распределяемой полосы; Δb – ширина перекрытия стрельчатых лап

Для расчета распределителя посевного материала необходимо использовать такие конструктивные и технологические параметры сеялки (посевного комплекса), как ширина рабочего органа, в нашем случае ­– стрельчатой лапы, и ширина перекрытия стрельчатых лап, задаваемая технологически, в зависимости от типа обработки почвы и колеблющаяся в пределах 40..80 мм. [3]

Ширина засеваемой полосы определяется по формуле:

,                                                                                          (1)

где B – ширина стрельчатой лапы, м;

Δb – ширина перекрытия стрельчатых лап, м.

Угол разброса посевного материала определяется:

,                                                                    (2)

где α – угол наклона крыльев стрельчатой лапы к горизонту, град.

Высота размещения распределителя вычисляется по формуле:

                                                                                          (3)

Важной частью конструкции распределителя посевного материала являются направляющие потока, служащие для равномерного распределения высеваемой массы. Исходя из того, что в один момент времени в семяпроводе может находиться определенное количество семян, определяемое по формуле:

                                                                                           (4)

где Q – норма высева, кг/га;

B_с – ширина сеялки, м;

v – скорость движения сеялки, м/с;

c – количество сошников, шт;

M – масса тысячи семян, кг;

r – площадь сечения семяпровода, м²;

v_н – скорость зерна в начале распределителя, м/с;

v_к – скорость зерна в конце распределителя, м/с.

Рис. 2 – Распределитель посевной массы (вид снизу): d_экв – эквивалентный диаметр семени

Для определения количества направляющих потока достаточно информации о количестве семян, проходящих одновременно в семяпроводе, и площади отверстия в распределителе посевной массы (Рис.2). Количество направляющих необходимых для получения оптимальной равномерности распределения выбирается экспериментальным путем.

В итоге, все вышеперечисленные основные параметры зернового распределителя посевной массы были учтены при разработке и внедрении полезной модели, технической задачей которой является усовершенствование конструкции сошника для равномерного распределения высеваемого материала без потерь производительности. Поставленная задача решается в сошнике для внутрипочвенного посева, включающем стрельчатую лапу, стойку крепления лапы, семяпровод, наконечник семяпровода, характеризующиеся тем, что наконечник выполнен в виде удлиненного и зауженного продолжения семяпровода с продольными делителями потока семян. [4]

Список литературы / References

1. Комаров Ю.В. Анализ конструкций распределителей семян пневматических сеялок для подпочвенного разбросного посева / Ю.В. Комаров, С.А. Романчиков, С.В. Тимофеев // Научная мысль Саратов – 2016. – №5 – С. 66 – 69.
2. Minimum fan speed charts manual [Electronic resource] URL:http://www.bourgault.com/Portals/0/SiteAssets/Service/Monitor%20 Training/fan%20speed%20charts/02529010_Min_Fan_Speed_Charts_7000AS.pdf (дата обращения: 19.01.2017)
3. Капустин В.П., Сельскохозяйственные машины: лабораторные работы. Ч.1 / В.П. Капустин, Д.Н. Коновалов – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ»,2012.–32 с.
4. Пат. 162122 Российская Федерация, МПК А01С 7/20 (2006.01). Сошник для разбросного посева / Комаров Ю.В., Романчиков С.А., Тимофеев С.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова». - № 2015155043/13; заявл. 22.12.2015; опубл. 27.05.2016, Бюл. № 15. – 3 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Komarov Y.V. Analiz konstruktsiy raspredeliteley semyan pnevmaticheskih seyalok dlya podpochvennogo razbrosnogo poseva [Analysis of the designs of seeds distributors for pneumatic seeders for subsurface seeding] / Y.V. Komarov, S.A. Romanchikov, S.V. Timofeev // Nauchnaya myisl [Scientific thought magazine] Saratov – 2016. – №5 – P. 66–69. [in Russian]
2. Minimum fan speed charts manual [Electronic resource] URL:http://www.bourgault.com/Portals/0/SiteAssets/Service/Monitor%20 Training/fan%20speed%20charts/02529010_Min_Fan_Speed_Charts_7000AS.pdf (date of request: 19.01.2017)
3. Kapustin V.P., Selskohozyaystvennyie mashinyi: laboratornyie rabotyi. Ch.1 [Agricultural machines: laboratory works. P.1] / V.P. Kapustin, D.N. Konovalov – Tambov: Izd-vo FGBOU VPO “TGTU”,2012.–32 p. [in Russian]
4. 162122 Rossijskaja Federacija, MPK A01S 7/20 (2006.01). Soshnik dlja razbrosnogo poseva / Komarov Ju.V., Romanchikov S.A., Timofeev S.V.; zajavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO «Saratovskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet im. N.I. Vavilova» [Pat. 162122 Russian Federation, IPC A01C 7/20 (2006.01). Vomer for spreading / Komarov Yu.V., Romanchikov SA, Timofeev SV; Applicant and patent owner of FGBOU VO "Saratov State Agrarian University named after. N.I. Vavilov] - № 2015155043/13; claimed. 22.12.2015; publ.. 27.05.2016, Bjul. № 15. – 3 p.