Результат интеллектуальной деятельности: ГРЕБНЕВАЯ СЕЯЛКА

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к сеялкам для гребневого посева пропашных культур.

Известна гребневая сеялка [Гребневая сеялка. Патент RU №2334385. - Опубл. 27.09.2008 г., Бюл. №27], включающая закрепленные на раме гребнеобразователи, высевающие аппараты в виде полых барабанов с установленными внутри них плунжерными выталкивателями семян, прикатывающие катки и дисковые загортачи. Высевающие аппараты расположены внутри прикатывающих катков. Прикатывающие катки имеют эластичную наружную обечайку, а плунжерные выталкиватели семян связаны с эластичной наружной обечайкой.

Однако известное устройство имеет ряд недостатков, к которым можно отнести:

- невозможность высева семян и удобрений на разную глубину в одной вертикальной плоскости;

- попадание сухой почвы в бороздку для семян культурных растений, в результате чего условия для семян ухудшаются;

- низкое качество образованных гребней почвы;

- неудовлетворительное качество посева пропашных культур.

Технический результат изобретения - повышение качества посева и образования гребней почвы над высеянными семенами.

Технический результат достигается тем, что гребнеобразователи содержат стойку, стрельчатую лапу, отвал и кронштейн. Кронштейн устанавливают на стойке. На кронштейне жестко закрепляют регулировочный диск с осью. Под регулировочным диском с возможностью поворота вокруг своей оси устанавливают дополнительный диск. Регулировочный и дополнительный диски имеют отверстия, расположенные по периферии на одинаковом расстоянии от их центра, а под дополнительным диском жестко закрепляют направляющий кронштейн с полуосью и отвалом. Отвал выполняют плоским и устанавливают на полуоси с возможностями изменения своего положения по высоте вдоль стойки относительно режущих кромок стрельчатой лапы и угла атаки в горизонтальной плоскости, а также фиксирования в требуемом положении, причем отвалы каждой пары гребнеобразователей устанавливают симметрично относительно линии высеянных семян под углами а, раствор которых направляют в сторону движения гребневой сеялки. Прикатывающие катки содержат раму, сферические диски, прикатывающие кольца, ось, штангу с пружиной и расположены за гребнеобразователями, причем диаметр d прикатывающих колец имеет размер, определяемый соотношением

где h - величина смятия почвы прикатывающими кольцами, м;

r_кп - радиус комка почвы, м;

ϕ₁ - угол трения между поверхностями прикатывающего кольца и комка почвы, град.;

ϕ₂ - угол трения между поверхностями комка почвы и почвы, град.

Перед гребнеобразователями устанавливают сошники. Каждый сошник включает стойку, стрельчатую лапу, семяпровод. По продольной оси симметрии стрельчатой лапы в передней ее части перед стойкой устанавливают нож, переднюю грань которого заостряют. Стойку выполняют пустотелой и устанавливают по продольной оси симметрии стрельчатой лапы. Между крыльями стрельчатой лапы параллельно режущим кромкам крыльев стрельчатой лапы устанавливают пластину в форме равнобедренного треугольника, вершину которой направляют в сторону направления движения стрельчатой лапы, и сторонами жестко закрепляют с внутренними сторонами крыльев стрельчатой лапы. В основании пластины в форме равнобедренного треугольника выполняют горизонтальный паз. Семяпровод устанавливают вертикально по оси симметрии стрельчатой лапы над горизонтальным пазом пластины, а с тыльной стороны нижней части семяпровода выполняют вертикальный паз. На продолжении вертикальной оси симметрии стойки и соосно стойке устанавливают почвоуглубитель в форме тетраэдра и острой гранью направляют в сторону направления движения сошника. В нижней части почвоуглубителя выполняют выходное отверстие и направляют в сторону, противоположную направлению движения сошника. Под семяпроводом устанавливают разравниватель, выполненный в форме равнобедренной трапеции, и жестко закрепляют с нижней частью пластины в форме равнобедренного треугольника и внутренними сторонами крыльев стрельчатой лапы, причем нижнюю часть разравнивателя отклоняют в сторону, противоположную направлению движения сошника.

На фиг. 1 изображена гребневая сеялка, вид сверху, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 - гребнеобразователь, вид сбоку, на фиг. 4 - гребнеобра-зователь, вид сверху, на фиг. 5 - сечение гребнеобразователя по линии А-А, на фиг. 6 - сошник, вид сбоку, на фиг. 7 - сошник, вид сверху, на фиг. 8 - сошник, вид сзади, на фиг. 9 - поперечное сечение почвоуглубителя по линии Б-Б.

Гребневая сеялка содержит раму 1, высевающие аппараты 2 и прикатывающие катки 3. На раме 1 в каждой посевной секции установлены гребнеобразователи 4.

Каждый гребнеобразователь 4 содержит стойку 5, ножевидную стойку 6, стрельчатую лапу 7. На стойке 5 установлен кронштейн 8. На кронштейне 8 жестко закреплен регулировочный диск 9 с осью 10. Под регулировочным диском 9 с возможностью поворота вокруг своей оси установлен дополнительный диск 11. Регулировочный диск 9 и дополнительный диск 11 имеют отверстия 12, расположенные по периферии на одинаковом расстоянии от их центра. Под дополнительным диском 11 жестко закреплен направляющий кронштейн 13 с полуосью 14 и отвалом 15. Полуось 14 установлена в направляющем кронштейне 13. На отвале 15 закреплен цилиндрический корпус 16 с подшипником 17. Отвал 15 выполнен плоским и посредством подшипника 17 установлен на полуоси 14 с возможностью вращения вокруг своей оси, изменения своего положения по высоте вдоль стойки 5 относительно режущих кромок стрельчатой лапы 7 и изменения угла атаки в горизонтальной плоскости. Необходимое положение отвала 15 по высоте относительно режущих кромок стрельчатой лапы 7 устанавливают перемещением полуоси 14 вместе с отвалом 15 в пазу направляющего кронштейна 13 и фиксируют гайкой 18, наворачиваемой на резьбовую часть полуоси 14. Требуемый угол установки отвала 15 устанавливают вращением дополнительного диска 11 вместе с направляющим кронштейном 13 и полуосью 14 вокруг оси 10 регулировочного диска 9 и фиксируют в требуемом положении болтом 19, вставляемым в одно из отверстий 12. Отвалы 15 каждой пары гребнеобразователей 4 установлены симметрично относительно линии высеянных семян под углами а, раствор которых направлен в сторону движения гребневой сеялки.

Прикатывающие катки 3 на раме 1 гребневой сеялки закреплены посредством кронштейнов 20.

Прикатывающие катки 3 содержат составную раму, состоящую из боковых балок 21, продольных балок 22 и поперечных балок 23 и 24. На боковых балках 21 выпуклостью к оси симметрии катка установлены сферические диски 25, имеющие возможность изменять угол установки к направлению движения гребневой сеялки вместе с боковыми балками 21, которые фиксируются в нужном положении поперечной балки 23 с помощью стопорных болтов 26, вставляемых в отверстия 27. На продольных балках 22 установлена ось 28. На оси 28 расположены свободно вращающиеся на ней прикатывающие кольца 29. Прикатывающие катки 3 содержат также штангу 30 с пружиной 31. Прикатывающие катки 3 расположены за гребнеобразователями 4, с возможностями изменения своего положения в вертикальной плоскости и регулирования давления на почву посредством пружины 31, а продольные оси симметрии прикатывающих катков 3 совпадают с линией высеянных семян. Диаметр d прикатывающих колец 29 имеет размер, определяемый соотношением

где h - величина смятия почвы прикатывающими кольцами, м;

r_кп - радиус комка почвы, м;

ϕ₁ - угол трения между поверхностями прикатывающего кольца и комка почвы, град.;

ϕ₂ - угол трения между поверхностями комка почвы и почвы, град.

Перед гребнеобразователями 4 установлены сошники 32. Каждый сошник 32 включает стойку 33, стрельчатую лапу 34, семяпровод 35. По продольной оси симметрии стрельчатой лапы 34 в передней ее части перед стойкой 33 установлен нож 36, передняя грань которого заострена. Стойка 33 выполнена пустотелой и установлена по продольной оси симметрии стрельчатой лапы 34. Между крыльями стрельчатой лапы 34 параллельно режущим кромкам крыльев стрельчатой лапы 34 установлена пластина 37 в форме равнобедренного треугольника, вершина которой направлена в сторону направления движения стрельчатой лапы 34, и сторонами жестко закреплена с внутренними сторонами крыльев стрельчатой лапы 34. В основании пластины 37 в форме равнобедренного треугольника выполнен горизонтальный паз 38. Семяпровод 35 установлен вертикально по оси симметрии стрельчатой лапы 34 над горизонтальным пазом 38 пластины 37, а с тыльной стороны нижней части семяпровода 35 выполнен вертикальный паз 39. На продолжении вертикальной оси симметрии стойки 33 и соосно стойке 33 установлен почвоуглубитель 40 в форме тетраэдра и острой гранью направлен в сторону направления движения сошника 32. В нижней части почвоуглубителя 40 выполнено выходное отверстие 41 и направлено в сторону, противоположную направлению движения сошника 32. Под семяпроводом 35 устанавливают разравниватель 42, выполненный в форме равнобедренной трапеции, и жестко закрепляют с нижней частью пластины 37 в форме равнобедренного треугольника и внутренними сторонами крыльев стрельчатой лапы 34, причем нижнюю часть разравнивателя 42 отклоняют в сторону, противоположную направлению движения сошника 32.

На раме 1 гребневой сеялки установлены также бункер 43 для семян и удобрений и туковысевающие аппараты 44. Высевающие аппараты 2 соединены гофрированными семяпроводами 45 со стальными семяпроводами 35 сошников 32. Туковысевающие аппараты 44 соединены гофрированными тукопроводами 46 со стойками 33 сошников 32.

Гребневая сеялка работает следующим образом. Предварительно при помощи высевающих аппаратов 2 устанавливают требуемую норму высева семян, а туковысевающих аппаратов 44 - требуемую норму внесения удобрений. Устанавливают требуемую глубину хода сошников 32. В зависимости от требуемых размеров гребня почвы (высоты гребня почвы Н, ширины верхнего основания В и угла естественного откоса у гребня почвы) над высеянными семенами устанавливают необходимые глубину хода стрельчатых лап 7 и глубину погружения отвалов 15 в почву, а также необходимые углы атаки а отвалов 15 к направлению движения гребневой сеялки. Сжатием пружин 31 устанавливают необходимое давление прикатывающих катков 3 на образованный бугорок почвы. В зависимости от диаметра (максимального размера) комков почвы на поверхности поля перед посевом, по выражению вычисляют необходимый диаметр прикатывающих колец 29 и устанавливают их на прикатывающие катки 3. Например, угол ϕ₁=20…24° для чернозема, а угол ϕ₂=48° [Зыкин Е.С. Способ посева пропашных культур с разработкой катка-гребнеобразователя. Дисс.… канд. техн. наук. - Пенза, 2007. - 181 с.]. Тогда при r_кп=0,03 м и h=(0,04…0,05) м, диаметр прикатывающих колец составит d=0,25 м.

При движении гребневой сеялки стрельчатая лапа 34 рыхлит верхний слой почвы и подрезает сорные растения. Нож 36, передняя грань которого заострена, дополнительно крошит слой почвы, приподнятый стрельчатой лапой 34, и исключает сгруживание почвы перед стойкой 33. Удобрения высеваются туковысевающими аппаратами 44 гребневой сеялки и посредством тукопроводов 46 направляют их во внутреннюю полость стойки 33. Почвоуглубитель 40 в форме тетраэдра, острой гранью направленный в сторону направления движения сошника 32, формирует под стрельчатой лапой 34 бороздку. В нижней части почвоуглубителя 40 выполнено выходное отверстие 41 и направлено в сторону, противоположную направлению движения сошника 32. Удобрения укладываются на требуемую глубину в бороздке.

Разравниватель 42, установленный под семяпроводом 35 во внутреннем пространстве стрельчатой лапы 34 и выполненный в форме равнобедренной трапеции, причем нижняя часть разравнивателя 42 отклонена в сторону, противоположную направлению движения сошника 32, смещает почву от крайних точек крыльев стрельчатой лапы 34 к продольной оси симметрии стрельчатой лапы 34, тем самым, засыпая бороздку с удобрениями и образуя уплотненное ложе для укладки на него семян.

Семена высеваются высевающим аппаратом 2 гребневой сеялки, от которого поступают в семяпровод 35 и через горизонтальный паз 38 пластины 37 и вертикальный паз 39 выходят из семяпровода 35 и попадают на влажное ложе, образованное стрельчатой лапой 34. Слой почвы, сходящий с крыльев стрельчатой лапы 34, движется по пластине 37 в форме равнобедренного треугольника и равномерно накрывает высеянные семена.

Следом идущие гребнеобразователи 4 с отвалами 15 присыпают семена рыхлым и прогретым слоем почвы, сдвигаемой из междурядий, тем самым, образуя бугорок почвы над высеянными семенами требуемых размеров. Прикатывающие катки 3 перекатываются по образованным почвенным бугоркам, копируя их рельеф, и уплотняют: сферические диски 25, установленные выпуклой стороной к оси симметрии прикатывающего катка 3 для более равномерного уплотнения почвы, вместе с прикатывающими кольцами 29 и за счет давления пружины 31 - формируют гребень почвы, уплотняя его с трех сторон. При этом прикатывающие кольца 29 разрушают комки почвы в зоне их вращения на верхнем основании гребня почвы и одновременно уплотняют вершину гребня почвы, а сферические диски 25 уплотняют боковые стороны бугорка почвы и окончательно формируют гребень почвы требуемых размеров и плотности.

Установка по оси симметрии стрельчатой лапы 34 ножа 36, передняя грань которого заострена, позволяет исключить сгруживание почвы перед стойкой 33 (как это происходит у серийных стрельчатых лап), и равномерно направить поток подрезанного слоя почвы на пластину 37.

Выполнение пластины 37 в форме равнобедренного треугольника и установка ее между крыльями стрельчатой лапы 34 параллельно режущим кромкам крыльев стрельчатой лапы 34, причем вершина пластины 37 направлена в сторону направления движения стрельчатой лапы 34, позволяет исключить моментального схода подрезанного слоя почвы с крыльев стрельчатой лапы 34 и попадание ее в бороздку вместе с семенами культурных растений.

Выполнение в пластине 37 горизонтального паза 38 и установка семяпровода 33 вертикально над горизонтальным пазом 38, а также выполнение с тыльной стороны нижней части семяпровода 35 вертикального паза 39 гарантированно исключает забивание выходного отверстия семяпровода 35, что непосредственно влияет на качество посева сельскохозяйственных культур.

Выполнение стойки 33 пустотелой и установка ее по продольной оси симметрии стрельчатой лапы 34 позволяет обеспечить высев удобрений в одной вертикальной плоскости с семенами культурных растений.

Установка на продолжении вертикальной оси симметрии стойки 33 и соосно стойке 33 почвоуглубителя 40, позволяет сформировать бороздку ниже линии последующей укладки семян культурных растений.

Выполнение почвоуглубителя 40 в форме тетраэдра, острая грань которого направлена в сторону направления движения сошника 32, позволяет гарантированно исключить забивание выходного отверстия 41 почвоуглубителя 40, что непосредственно влияет на качество посева сельскохозяйственных культур.

Установка под семяпроводом 35 разравнивателя 42, выполненного в форме равнобедренной трапеции и жестко закрепленного с нижней частью пластины 37 в форме равнобедренного треугольника и внутренними сторонами крыльев стрельчатой лапы 34, причем нижняя часть разравнивателя 42 отклонена в сторону, противоположную направлению движения сошника 32, позволяет одновременно присыпать почвой уложенные в борозде удобрения и сформировать уплотненное ложе для укладки семян культурных растений.

Повышение качества посева достигается за счет установки почвоуглубителя 40 и семяпровода 35 таким образом, что их выходные отверстия расположены друг от друга на расстоянии, равном требуемой разнице по глубине заделки семян и удобрений, что также позволяет семенам и удобрениям качественно укладываться в почву в одной вертикальной плоскости, но на разной высоте.

Одновременное выполнение операций рыхления почвы, подрезания сорных растений, высева удобрений и семян позволяет минимизировать количество раздельных операций, способствующих частому перемешиванию почвы и, таким образом, уменьшить испарение почвенной влаги.

Выполнение гребнеобразователей 4 в виде стрельчатых лап 7 с отвалами 15, закрепленных на раме 1 в шахматном порядке, и установка отвалов 15 каждой пары гребнеобразователей 4 симметрично относительно линии высеянных семян под углами α, раствор которых направлен в сторону движения гребневой сеялки - позволяет образовывать гребни почвы над высеянными семенами требуемых размеров.

Наличие расположенных за гребнеобразователями 4 прикатывающих катков 3, содержащих составную раму, сферические диски 25, ось 28, прикатывающие кольца 29, штангу 30 с пружиной 31, с возможностями изменения положения прикатывающего катка 3 в вертикальной плоскости и регулирования его давления на почву, а также изменять угол атаки сферических дисков 25 к направлению движения гребневой сеялки, повышает качество образования гребней почвы над высеянными семенами, за счет доведения плотности почвы в гребне до требуемого значения, так как образованный над высеянными семенами гребнеобразователями 4 бугорок почвы уплотняется прикатывающими катками 3 с трех сторон с необходимым давлением, способствуя сохранению формы окончательно сформированных гребней почвы в течение всего вегетационного периода. Это повышает качество посева и улучшает температурный режим, водный и воздушный условия для развития растений.

Предварительный расчет необходимого диаметра d прикатывающих колец 29 в зависимости от максимальных размеров комков почвы, расположенных на поверхности поля, по выражению позволит прикатывающим кольцам 29 эффективно разрушить комки почвы.

Таким образом, поверхность поля после посева будет соответствовать агротехническим требованиям, предъявляемым к посеву сельскохозяйственных культур.