Результат интеллектуальной деятельности: ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ПРИЦЕПНОЙ ПОСЕВНОЙ КОМПЛЕКС

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для посева зерновых, зернобобовых и других сельскохозяйственных культур, а потому может быть использовано в сельскохозяйственном производстве и относится к сельскохозяйственному машиностроению.

Известен энергосберегающий прицепной посевной комплекс «Агратор-8500», содержащий прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме двухсекционный бункер на двух опорных колесах с установленными под секциями дозаторами, пневмотранспортной трубой и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком с приемной воронкой для семян (удобрений), впереди которого расположен центробежный вентилятор с двигателем, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами-распределителями и гофрированными пневмошлангами складывающаяся сошниковая рама с регулируемыми передними опорными и задними прикатывающими колесами, между которыми расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники, и трехрядными пружинными боронами [Посевной комплекс «Agrator-8500». Руководство по эксплуатации. - Муслюмово: ООО «ПК АГРОМАСТЕР», 2011. - 45 с.].

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс «Агратор-8500», выпускаемый ООО «ПК АГРОМАСТЕР», с шириной захвата при посеве 8540 мм, предназначенный для работы с тракторами с мощностью двигателя не менее 200 л.с. (в частности, с тракторами типа К-700А), имеет ряд конструктивных и технологических недостатков.

Ввиду того, что катушки дозаторов посевного комплекса расположены вдоль, а не поперек продольной оси бункера, струя семенного материала (как и удобрения) в пневмотранспортной трубе направляется узкой боковой частью навстречу воздушному потоку. Это ухудшает расслоение струи и транспортирование ее воздухом в пневмотранспортной системе посевного комплекса, обуславливая применение вентилятора с большим расходом и давлением воздуха для создания оптимальных режимов функционирования посевного комплекса.

Кроме этого, такое расположение дозаторов требует очень скрупулезной и точной настройки их шиберов, так как неточность настройки существенно влияет на аэродинамические характеристики всей пневмотранспортной системы посевного комплекса и ведет к нарушению технологического процесса высева семян - либо к снижению, либо к увеличению нормы высева семян, что в итоге влияет на равномерность высева и всхожесть семян.

Далее, из-за ограниченной длины шиберной заслонки дозаторов посевной комплекс имеет сравнительно узкий диапазон регулирования нормы высева семян различных культур.

Также опорные колеса бункера, идущие впереди сошниковой рамы, уплотняют почву перед посевами, что, в свою очередь, даже после прохождения позади бункера подпружиненных сошников и трехрядных пружинных борон влечет неравномерные всходы на следовых полосах колес бункера. Это обусловлено тем, что уплотненная после колес почва ухудшает условия для рассева под почвенным слоем семян и удобрения воздушным потоком, так как посев в уплотненной почве требует повышения давления воздуха в пневмошлангах сошников, идущих по следовым полосам опорных колес бункера. Это, в свою очередь, ухудшает условия функционирования всей пневмотранспортной системы посевного комплекса из-за неравномерного распределения в ней давления и пульсаций воздуха (из-за перетекания воздуха из сошников с высоким сопротивлением почвы в сошники с меньшим сопротивлением почвы).

Кроме этого, массивные стальные подпружиненные сошники со стреловидными культиваторными лапами, в общем, имеют относительно большую массу, что обуславливает повышенную металлоемкость сошниковой рамы и, в целом, всей конструкции посевного комплекса. К тому же относительная большая площадь контакта с почвой стреловидных лап сошников, равно как и их стоек, увеличивает тяговое сопротивление агрегата и затраты энергии на перемещение трактором посевного комплекса в процессе сева, а также уменьшает его скорость движения и, соответственно, производительность.

Также тяжелые подпружиненные сошники со стрельчатыми лапами не обеспечивают эффективного индивидуального копирования сошниками неровностей рельефа засеваемого поля. Это приводит к излишнему заглублению некоторых сошников или, наоборот, к их выглублению из почвы, обуславливая рассев семян и удобрения воздушным потоком не в почву, а по ее поверхности, что в итоге приводит к нарушению заданной глубины высева семян (удобрения) и нерациональному расходу ценного семенного материала, а также к последующей неравномерности прорастания всходов и к снижению урожайности.

Данные обстоятельства не обеспечивают возможность высокого качества технологического процесса по высеву семян и внесения удобрений посевным комплексом, что ведет к получению низких урожаев. Такой посевной комплекс обеспечивает качественный посев лишь на полях с относительно ровным рельефом.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится энергосберегающий прицепной посевной комплекс, содержащий прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме двухсекционный бункер на двух опорных колесах с установленными под секциями дозаторами, пневмотранспортной трубой и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком с приемной воронкой для семян (удобрений), впереди которого расположен центробежный вентилятор с двигателем, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами-распределителями и гофрированными пневмошлангами складывающаяся сошниковая рама с регулируемыми передними опорными и задними прикатывающими колесами, между которыми расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники, и трехрядными пружинными боронами, причем спиральный корпус вентилятора закреплен на двигатель со стороны выходного конца его коленчатого вала, на котором непосредственно установлено рабочее колесо вентилятора, а установленные под секциями бункера дозаторы получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы, и подпружиненные сошники, идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, по сравнению с другими сошниками установлены ниже на величину Δh=0,020…0,040 м [Патент РФ 2535752, А01С 7/00, А01В 49/06. Энергосберегающий прицепной посевной комплекс. / В.Е. Саитов, Р.Г. Гатауллин, И.Н. Нигматуллин. - №2013121238; заявл. 07.05.2013; опубл. 20.12.2014, Бюл. №35] - прототип.

Установка спирального корпуса центробежного малогабаритного вентилятора непосредственно на двигатель со стороны выходного конца его коленчатого вала и закрепление рабочего колеса вентилятора также непосредственно на выходном конце коленчатого вала двигателя позволяет снизить металлоемкость и уменьшает трудоемкость монтажа вентилятора.

Привод установленных под секциями бункера дозаторов с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы улучшает условие равномерности их вращения, обусловливающее качественное распределение семян и внесение удобрений в почву, приводящее в итоге повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Кроме этого, подпружиненные сошники, идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, по сравнению с другими сошниками установлены ниже на величину Δh=0,020…0,040 м. В результате этого происходит лучшее разрыхление уплотненной следовой полосы, что улучшает условие рассева семян в почве из-за уменьшения пульсации воздушного потока во всех сошниках вследствие выравнивания сопротивления почвы движущемуся потоку воздуха в них, а установленная система контроля высева «Арыш-2» позволяет осуществлять технологический контроль за процессом сева.

Однако сошниковая рама энергосберегающего прицепного посевного комплекса с шириной захвата 8540 мм сделана практически по аналогии с посевным комплексом «Агратор-8500». Следовательно, известному устройству также присущи отмеченные выше недостатки, что и аналогу.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного энергосберегающего прицепного посевного комплекса, содержащего прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме двухсекционный бункер на двух опорных колесах с установленными под секциями дозаторами, пневмотранспортной трубой и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком с приемной воронкой для семян или удобрений, впереди которого расположен центробежный вентилятор с двигателем, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами-распределителями и гофрированными пневмошлангами складывающаяся сошниковая рама с регулируемыми передними опорными и задними прикатывающими колесами, между которыми расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники, и пружинными боронами, причем спиральный корпус вентилятора закреплен на двигатель со стороны выходного конца его коленчатого вала, на котором непосредственно установлено рабочее колесо вентилятора, а установленные под секциями бункера дозаторы получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы, при этом подпружиненные сошники в виде культиваторных стрельчатых лап, идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, установлены на ней ниже последующих рядов сошников на величину Δh=0,020…0,040 м, сошники в виде культиваторных стрельчатых лап являются невысевающими, при этом последующие высевающие ряды подпружиненных сошников выполнены соответственно в виде левых и правых однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования, а каждый из выходных патрубков головок вторичных воздушных коллекторов-распределителей соединены через одиночные пневмошланги с одним из концов Y-образных тройников, а два других выходных парных конца этих тройников, расположенных по отношению друг к другу под углом, например, от 10 до 90 градусов, в свою очередь, соединены через семяпроводы с высевающими трубками соответствующей пары левых и правых подпружиненных однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Ввиду того, что идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы подпружиненные сошники в виде культиваторных стрельчатых лап являются невысевающими, обеспечивается предварительное рыхление уплотненной почвы следовых полос опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, а также срезание сорняков, обусловливая последующие оптимальные условия высева семян и удобрения на заданную глубину сева однодисковыми высевающими анкерными сошниками индивидуального копирования. Это снижает продольную и поперечную неравномерность высева семян и удобрений посевного комплекса, что в итоге приводит к повышению равномерности всходов и к увеличению урожайности высеваемой культуры в целом. Также существенно снижается износ дисков и радиальная нагрузка на подшипники высевающих анкерных сошников индивидуального копирования, движущихся по предварительно разрыхленным следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы.

В связи с тем, что последующие высевающие ряды подпружиненных сошников выполнены соответственно в виде левых и правых однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования, существенно улучшается процесс высева семян и удобрения на заданную глубину сева независимо от состояния рельефа поверхности засеваемого поля, а в результате использования вращающихся на подшипниках качения однодисковых сошников снижается металлоемкость сошниковой рамы и за счет меньшей поверхности трения сошников об почву уменьшается тяговое сопротивление агрегата и затраты энергии на перемещение трактором посевного комплекса в процессе сева, что позволяет производить сев на повышенных скоростях движения агрегата, соответственно возрастает и производительность посевного комплекса.

Применение левых и правых однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования обеспечивает устойчивость к автоколебаниям сошниковой рамы в поперечной плоскости при движении посевного комплекса, в результате чего полосы посевов в продольном направлении (по ходу движения) получаются ровными, конгруэнтными.

Ввиду того, что каждый из выходных патрубков головок вторичных воздушных коллекторов-распределителей соединен через одиночные пневмошланги с одним из концов Y-образных тройников, а два других выходных парных конца этих тройников, расположенных по отношению друг к другу под углом, например, от 10 до 90 градусов, в свою очередь, соединены через семяпроводы с высевающими трубками соответствующей пары левых и правых подпружиненных однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования, позволило увеличить в два раза число сошников и производить более качественно полосовой посев семян и удобрения, улучшить продуваемость конвекционными естественными (климатическими) воздушными массами посевов от излишней влаги. Также позволяет избегать избыточного кущения посевов, ведущего к последующей гибели части всходов, и обеспечивает получение дружных всходов, равномерное развитие и созревание зерновых и повышение урожайности от 2 до 8% по сравнению с аналогом и прототипом.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фигуре 1 представлена схема энергосберегающего посевного комплекса, продольно-вертикальный вид; на фигуре 2 - общий вид посевного комплекса при севе; на фигуре 3 - общий комплектный вид сошниковой рамы энергосберегающего прицепного посевного комплекса; на фигуре 4 - вид сбоку на сошники; на фигуре 5 - вид первичного коллектора-распределителя; на фигуре 6 - вид вторичного коллектора-распределителя; на фигуре 7 - вид посевного комплекса в транспортном положении при заправке бункера зерном и удобрением.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс изготовлен в ОАО «Малмыжский завод по ремонту дизельных двигателей» (г. Малмыж, Кировская область, Российская Федерация), применяется во время посева зерновых культур в весенне-осенний период на полях ООО «Бурец» Малмыжского района Кировской области.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс с расчетной производительностью 12,0 гектара в час состоит из прицепляемого к задней подвеске трактора К-700А закрепленного на раме 1 двухсекционного бункера 2 на двух опорных колесах 3. Позади рамы 1 этого бункера 2 прицеплена сошниковая рама 4 с регулируемыми передними 5 опорными и задними 6 прикатывающими колесами, подпружиненными невысевающими сошниками 7, выполненными в виде культиваторных стрельчатых лап, установленных на переднем брусе сошниковой рамы 4 напротив передних колес 5, и двухрядными пружинными боронами 9. На сошниковой раме 4 второй и третий ряды подпружиненных сошников выполнены в виде левых и правых высевающих семенной материал однодисковых анкерных сошников 8 индивидуального копирования.

Сошниковая рама 4 сделана по аналогии с посевным комплексом «Агратор-8500» с шириной захвата 8540 мм. Она оборудована гидроцилиндрами 10 и 11 для складывания рамы 4 в транспортное положение и на поворотных участках поля при посеве, а также для регулирования заглубления сошников 7, 8 при посеве. На раме 4 также находятся один первичный 12 и четыре вторичных 13 воздушных коллектора-распределителя, причем на выходном патрубке головки 14 коллектора-распределителя 13 закреплены одиночные пневмошланги 15, соединенные далее выходными концами с Y-образными тройниками 16, а выходные парные концы этих тройников - с семяпроводами 17, присоединенными к высевающим трубкам 18 сошников 8. На раме 4 находятся также гофрированные пневмошланги 19 для подачи семян и удобрения воздушным потоком из бункера 2 в сошники 8 с помощью центробежного вентилятора 20, расположенного в передней части двухсекционного бункера 2. Привод центробежного вентилятора 20 осуществляется от бензинового двигателя 21 «HONDA GX-690». Спиральный корпус вентилятора 20 непосредственно закреплен на двигатель 21 со стороны выходного конца коленчатого вала, и рабочее колесо вентилятора 20 непосредственно закреплено на выходном конце коленчатого вала двигателя 21. Сбоку бункера 2 закреплен складывающийся в походное положение загрузочный шнек 22 с приемной воронкой 23, привод которого осуществляется от гидромотора 24. С противоположного бока бункера 2, снизу, расположена высевная коробка передач 25.

Двухсекционный бункер 2 сеялки имеет оригинальную конструкцию, включающую в себя положительные качества бункерной части посевного комплекса по прототипу. Бункер 2 имеет две раздельные секции - переднюю для зерна и заднюю для удобрения с загрузочными люками 26. Внизу каждой секции соответственно имеются катушечные дозаторы 27 семян и удобрения, которые сообщаются с пневмотранспортной трубой 28. Катушки дозаторов 27 расположены поперек продольной оси бункера 2, что позволяет подавать струю зернового материала перпендикулярно воздушному потоку пневмотранспортной системы сеялки. В связи с этим улучшается расслоение зерновой струи (как и струи удобрения) воздухом, обуславливающее более легкие условия транспортированию высеваемого материала в однодисковые анкерные сошники 8. Кроме этого, каждый из дозаторов 27 с торцевой части сообщается со своей секцией через гофрированные пневмошланги, натянутые на нижнюю часть загнутых в верхней части, в виде отводов, металлических труб, проходящих вертикально внутри секций бункера 2 для выравнивания давления (баланса) воздуха между верхней частью этих заполненных высеваемым материалом секций и катушечной частью дозаторов 27. Установленные под секциями бункера 2 дозаторы 27 получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса 3 бункера 2 по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы. Спереди бункера 2 установлен топливный бак 29 для двигателя «HONDA GX-690».

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс оборудован электронной системой контроля «Арыш-4», информирующей водителя трактора о рабочем состоянии посевного комплекса.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс работает следующим образом.

Для осуществления рабочего процесса секции бункера 2 поочередно заполняются зерном и удобрением. Для этого загрузочный шнек 22 устанавливается в загрузочное положение. Автотранспортное средство осуществляет разгрузку зерна либо удобрения в воронку 23, откуда зерно либо удобрение загрузочным шнеком 22 доставляется через люк 26 в соответствующую секцию бункера 2. После загрузки секций бункера 2 загрузочный шнек 22 возвращается в походное положение и надежно закрепляется сбоку бункера 2. Далее тракторист-машинист запускает двигатель 21 и устанавливает обороты коленчатого вала двигателя 21 до требуемой частоты вращения рабочего колеса вентилятора 20. При движении посевного комплекса по полю разрыхляющие следовые полосы от колес 5 и не высевающие семенной материал подпружиненные сошники 7 в виде культиваторных стрельчатых лап и высевающие семенной материал однодисковые анкерные сошники 8, а также и двухрядные пружинные бороны 9 заглубляются с помощью гидроцилиндров 10 и 11.

После этого тракторист-машинист включает электромуфту привода высевной коробки передач 25, которая передает вращение катушкам дозаторов 27. Из дозаторов 27 семена (удобрения) просыпаются в пневмотранспортную трубу 28, где подхватываются воздушным потоком, нагнетаемым вентилятором 20, и далее, проходя через первичный коллектор-распределитель 12 по гофрированному пневмошлангу 19, поступают во вторичные коллекторы-распределители 13, проходят через головки 14 вторичных коллекторов-распределителей, одиночные пневмошланги 15, тройники 16, семяпроводы 17 и попадают в почву через высевающие трубки 18 однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования 8. Подпружиненные бороны 9 вычесывают соломистые остатки и сорняки, срезанные невысевающими сошниками 7 в виде культиваторных стрельчатых лап, и выравнивают посевную полосу после однодисковых сошников 8, а колеса 6 прикатывают посевы.

Контроль за рабочим процессом посевного комплекса ведет тракторист-машинист с помощью электронной системы «Арыш-4», которая оперативно дает информацию о частоте вращения вентилятора 20, наполненности семенами и удобрением секций бункера 2, проходимости пневмошлангов 15 и 19, а также тройников 16 и семяпроводов 17.

Норму высева семян и внесения удобрений устанавливают с помощью сменных катушек дозаторов и сменных звездочек высевной коробки передач. Причем скорость движения посевного комплекса не оказывает влияния на установленную норму высева.

Оптимальная скорость воздушного потока, нагнетаемого центробежным вентилятором в пневмотранспортную систему, задается с помощью регулирования оборотов двигателя вентилятора.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является увеличение производительности и повышение качества технологического процесса по посеву семян и внесению удобрений в почву, влекущее в конечном итоге значительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур.