Результат интеллектуальной деятельности: СОШНИК СЕЯЛКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к сеялкам для посева сельскохозяйственных культур.

Уровень техники

Известен сошник сеялки, состоящий из диска со стойкой и присошникового вдавливающего катка (Чичкин В.П. «Овощные сеялки и комбинированные агрегаты» Кишинев, «Штиинца», 1984, с. 70).

Одним из недостатков такой комбинации является разделение поделки пассивной бороздки и вдавливания семян, что ухудшает качество контакта семян с почвой.

Известен способ предпосевной обработки почвы и устройство для посева, включающее профильные катки, перед которыми размещены высевающие трубки семяпроводов в одной вертикальной плоскости с профильными катками, отличающийся тем, что рабочая поверхность катков выполнена в виде клиновидного элемента, высота которого составляет не менее 20 мм, а ширина его вертикальной части больше размера высеваемых семян, при этом отношение ширины катка к его диаметру составляет более 1: 30. Глубина хода катка не более 3,5 см (патент на изобретение №2284094, МПК А01С 7/00; A01B 79/02, опубл. 27.09.2006. Способ предпосевной обработки почвы и посева семян и устройство для его осуществления).

Недостатком данного способа и устройства является то, что высеваемые семена не имеют плотного контакта с почвой, так как только укладываются на уплотненное ложе и присыпаются рыхлой почвой. Вклинивание их в почву для создания объемного контакта не происходит.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принят авторами за прототип является сошник, содержащий бороздообразователь в виде колеса (диска), который по периферии имеет клинообразную форму, со ступицей, с подшипником, жестко соединенным с поводком секции сеялки, за диском размещен семяпровод с направителем семян в нижней передней части снабженным чистиком (С.А. Ивженко, Е.М. Плешков, Д.В. Боков. Патент на изобретение. Сошник сеялки №2224401 RU, МПК А017/00, опубл. 27.02.2004).

В качестве недостатков необходимо отметить следующие. Обод колеса выполнен коническим, поэтому уплотняется почва как дна посевной бороздки, так стенок, через которые происходит испарение почвенной влаги.

Семена попадают на уплотненное дно, но плотного контакта с почвой не происходит, при этом они отскакивают, нарушая точность распределения.

Бороздка заделывается полностью почвой, толщина слоя почвы над семенами равна глубине заделки семян. В этом толстом слое находятся возбудители болезней, причем в благоприятных условиях: наличие кислорода, воздуха и тепла.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению плотности контакта семени с почвой и уменьшению слоя почвы над высеваемыми семенами в сравнении с глубиной посевной бороздки.

Технический результат достигается тем, что сошник выполнен в виде колеса, пластинчатый обод которого шире длины высеваемых семян, со ступицей, толщина которой в n раз меньше ширины пластинчатого обода, при этом семяпровод расположен перед пластинчатым ободом колеса с нижней частью направленный в сторону противоположную направлению движения, причем с установленным на ней криволинейным наральником, радиус кривизны которого равен радиусу комка почвы.

Толщина ступицы в 3,5 раза меньше ширины пластинчатого обода.

Сзади колеса размещен чистик, охватывающий внешнюю и внутреннюю стороны пластинчатого обода.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 - схема сошника, вид сбоку;

На фиг. 2 - схема пластинчатого обода со ступицей;

На фиг. 3 - схема сошника, вид сверху;

На фиг. 4 - схема заделки семян при посеве;

На фиг. 5 - схема посевной бороздки, в сечении.

Осуществление изобретения

Сошник сеялки, включает бороздообразователь выполненный в виде колеса 1 (фиг. 1) с пластинчатым ободом 2 и ступицей 3. Колесо 1 круглое диаметром D. Ступица 3 (фиг. 2) плоская, толщиной b_c, обечайкой которой является пластинчатый обод 2 шириной b_o. В центре ступицы 3 размещен корпус с подшипником 4, жестко соединенным с поводком секции сеялки (не показано).

Перед колесом 1 расположен семяпровод 5, также соединенный с поводком секции сеялки, нижняя часть 6 которого направлена в сторону противоположную направлению движения сеялки. На ней закреплен наральник 7 (фиг. 1; 3) радиус кривизны которого r_н. Наральник 7 удаляет попадающие комки почвы, готовя поверхность зоны рядка для семян 9 (фиг. 4).

Сзади колеса 1 установлен чистик 8, охватывающий как внешнюю, так и внутреннюю стороны пластинчатого обода 2.

Произведем расчет параметров элементов сошника.

Диаметр колеса (D) 1 находится в зависимости от размера комочков почвы и определяется по формуле

,

где d_k - диаметр комочка почвы перед колесом 1, мм;

φ_n, φ_l - угол трения почвы по поверхности колеса и угол внутреннего трения почвы, град.

При d_k=40 мм, φ_n=18°, φ_l=22° (Кленин Н.Е., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: Колос, 1994).

Принимаем D=300 мм.

Ширину b_o пластинчатого обода 2 колеса 1 определяют с учетом перекрытия максимальной длины высеваемых семян 9:

,

где l_{c max} - максимальная длина семени 9, мм.

Для мелких семян 9:

при l_{c max}=6 мм; b_oм=1,2·6=7,2 мм.

Для крупных семян 9:

l_{c max}=14 мм; b_ок=1,2·14=16,8 мм.

Принимаем для мелких семян (9) b_oм=10 мм, для крупных: b_oк=17 мм.

Это относится к сеялкам для посева семян как зерновых колосовых, так и овощных культур.

Почва, попадающая внутрь пластинчатого обода 2, ссыпается в образованную бороздку и засыпает семена 9 слоем h_c толщиной до 10…20 мм. Этому способствует и чистик 8 удаляющий почву с наружней и внутренней стороны пластинчатого обода 2. По данным (патент №2284094) слой почвы над семенами 9 должен быть не более 20 мм. Это обеспечивает снижение поражения всходов грибковыми заболеваниями и гнилостными бактериями.

Толщина ступицы должна быть в n раз меньше ширины пластинчатого обода.

Толщину b_c ступицы 3 колеса 1 определяют, используя следующую зависимость:

b₀·h_c=h·tgβ(b₀-b_c),

где β - угол естественного откоса почвы, град;

h - глубина бороздки, мм.

Отсюда: ;

Например: при b_oм=10 мм; h_c=20 мм; h=40 мм; β=35°, для мелких семян (9): .

Для крупных семян (9): .

Таким образом, в обоих случаях:

; .

Следовательно, толщина ступицы b_c должна быть в 3,5 раза меньше ширины пластинчатого обода (2) b_o.

Соответствует им ширина криволинейного наральника 7. Радиус криволинейного наральника 7 равен радиусу комка почвы:

.

Равенство радиусов позволяет комку почвы вписываться в кривизну наральника 7 и эффективно смещаться в сторону.

Пластинчатый обод 2 изготавливают из нержавеющей стали или из износостойкой стали Ст 65 Г, толщина его 2,5…3,0 мм.

В результате расчета параметров элементов сошника установлены следующие размеры:

- диаметр колеса (1)-D=300 мм;

- ширина пластинчатого обода 2: при высеве мелких семян длиной до 6 мм-b_oм=10 мм; крупных семян 9 длиной до 14 мм-b_ок=17 мм;

- толщина пластинчатого обода (2)-2,5…3,0 мм;

- толщина ступицы 3: при высеве мелких семян (9)-b_cм=2,8 мм, крупных семян (9)-b_ск=4,8 мм.

- радиус криволинейного наральника (7): r_н=20 мм.

Работа колесного сошника осуществляется следующим образом.

В процессе движения криволинейный наральник 7 удаляет перед колесом 1 комочки почвы. Семена 9 сбрасываются из семяпровода 5 на поверхность непосредственно под бороздообразователь, выполненный в виде колеса 1, которым вдавливаются на требуемую глубину.

Глубина вдавливания определяется по формуле

,

где G=mg - вес колеса 1, Н; m - масса колеса 1, кг;

F_n - усилие давления пружины, Н;

b_o - ширина пластинчатого обода 2 колеса 1, мм;

q - коэффициент объемного смятия почвы, Н/м³;

K_c=0,05 - скоростной коэффициент, (км/ч)^-1;

V_p - скорость рабочего движения, км/ч; V_o=6 км/ч.

При увеличении скорости рабочего движения свыше 6 км/ч глубина хода колеса 1 уменьшается.

Определим h при следующих параметрах:

m=4 кг; F_n=40 Н; q=2000000 Н/м³; b_o=0,01 м; D=0,3 м; V_p=9 км/ч.

.

Вдавливание семян 9 в почву обеспечивает ее плотность в зоне семян 9 1,2…1,3 т/м³, что отвечает агротребованиям к посеву, сохраняя при этом рыхлый верхний надсеменной слой (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. - М.: КолосС, 2006).

Верхняя прослойка почвы всегда подсушена, поэтому при контакте с ней пластинчатого обода 2 практически не происходит налипания.

При любой глубине хода колеса 1, толщина слоя почвы над семенами составляет 10…20 мм. Бороздка служит накопителем влаги.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- обеспечивается плотный контакт семян 9 с почвой, непосредственно к ним подтягивается почвенная влага;

- семена 9 засыпаются рыхлой почвой, что улучшает аэрацию и облегчает выход проростков на дневную поверхность;

- болезнетворные грибы, бактерии находятся в слое почвы над семенами 9. Чем меньше этот слой, тем их меньше, тем меньше вероятность заболевания проростков и их гибель.