Спецвозможности
Техника и оборудование

Обеспечение работоспособности деталей высевающих аппаратов сеялок для пропашных культур

02.04.2017
4575
Обеспечение работоспособности деталей высевающих аппаратов сеялок для пропашных культур фото, иллюстрация

Одной из основных полевых операций, которая определяет будущий урожай сельхозкультур, является посев, от качества которого зависит как динамика всходов растений, так и активность их роста.

 

 

 

 

Лидеры на рынке пропашных сеялок 

Основным отечественным производителем посевной техники было и остается ООО «Эльворти» (Elvorti) (до 22 апреля 2016 года - ООО «Красная звезда»). По сравнению с зарубежными предприятиями, отечественный производитель поставляет различные по назначению и способу агрегатирования посевные машины. За основу разработки новых моделей пропашных сеялок украинские конструкторы положили принципы точного высева - повышение качества распределения семян в ряду. Точный высев позволяет повысить урожайность благодаря оптимальному размещению растений по площади питания и сократить расходы на формирование их густоты. Кроме того, это современный дизайн, качество, удобство и надежность в использовании. Все это имеют большинство моделей пропашных сеялок ООО «Эльворти», которые по качеству высева приближаются к лучшим зарубежным аналогам и к тому же два-три раза дешевле. И, что очень важно, отечественные производители не копируют западные модели, а сами создают новые узлы и агрегаты, ориентируясь на достижение агрономии и особенности агротехнологий.

В последнее десятилетие наибольшее распространение для выполнения посева пропашных культур получили пневматические вакуумные пропашные сеялки, среди которых - MashioGaspardo ST-8R, MaterMacc 3 XL 800 (Италия), Kunh Planter, Planter II (Франция), John Deere 1710 (США), Amazone ЕDX 9000-T (Германия), Vega Profi и Vesta Profi (Украина), «Лидагропроммаш» СТВ-12 (Беларусь), «Техника-сервис» ТС-М8000 (Россия) и другие.

Следует отметить, что самыми универсальными, то есть способными лучше обеспечивать высокое качество высева семян, являются сеялки с дисковыми вакуумными аппаратами. Наибольшим спросом в нашей стране и за рубежом пользуются 8-ми и 12-рядные сеялки, которые агрегатируются с тракторами класса 1,4 и 2,0. Такая конструкция высевающего аппарата обеспечивает заполнение дозирующих элементов при высоких линейных скоростях их движения, качественное удаление лишних семян и равномерность подачи их в семенопровод.

Особенности работи сеялок точного высева для пропашных культур

Конструкции ряда пропашных сеялок не оснащены семенопроводами, а их посевные аппараты имеют нижнее расположение, что улучшает равномерность распределения семян в ряду. Но такие посевные аппараты работают в зоне большой запыленности воздуха с увеличенной концентрацией пылевидного абразива, который попадает на поверхности трения дозирующих дисков и уплотнительных прокладок. Пылевидные частицы, оседая на рабочих поверхностях ячеек дозирующих дисков, уменьшают их пропускную способность, формируют постепенную потерю работоспособности высевающего аппарата. Известно, что в состав пыли входят твердые частицы оксидов кремния и алюминия, которые становятся причиной абразивного износа деталей. Особенно это заметно на уплотнительных прокладках, которые отделяют камеры пневмомеханических высевающих аппаратов. В результате их срабатывания изменяется не только степень разрежения воздуха, но и эффективность присасывания семян ячейками дозирующих дисков. В таком случае количество технологически допустимых пропусков высевающих аппаратов растет, что ощутимо снижает показатели надежности выполнения технологического процесса.

Бывают случаи аварийных повреждений высевающих аппаратов, что обусловлено резкими перегрузками. Их, прежде всего, вызывают попадание в высевающий аппарат сеялки посторонних твердых включений, которые могут вызвать заклинивание и повреждение механизмов. Анализ показывает, что интенсивность таких повреждений при качественной предпосевной подготовке зернового материала незначительна, однако они все же имеют место в реальных условиях эксплуатации посевной техники - в пределах 6-9%.

Висівний апарат сівалки Profi

Поскольку посев пропашных культур проводят в сжатые агротехнические сроки, этот процесс требует высокой надежности сеялок и их узлов. Поэтому недопустимо применять агрегаты с изношенными деталями, в частности дозирующими дисками и уплотнительными прокладками. Во время работы сеялок в ненадлежащем техническом состоянии при соответствующих условиях происходит нарушение процесса высева, что приводит к появлению как разреженных, так и загущенных всходов, к тому же вызывает не только снижение урожайности культур, но и перерасход семенного материала.

Исходя из этого, разработка мероприятий, обеспечивающих повышение ресурса деталей высевающего комплекта, состоящего из дозированного диска и уплотнительной прокладки, и их безотказную работу в течение всего периода эксплуатации, представляет значительный научный и практический интерес.

Удобными для посева и простыми в ремонте считают сеялки вакуумного типа. Однако качественное, с закладкой в ​​посевное ложе одной семечки, посев посевного материала сеялками такого типа возможен лишь при условии надежного захвата семян дозирующими элементами и стабильности параметров системы во время эксплуатации.

Какие пропашные сеялки присутствуют на рынке техники сегодня?

Анализ рынка посевной техники показывает, что большинство фирм - производителей пропашных сеялок из общего числа моделей предлагают около 77% сеялок точного высева с пнемовакуумной системой дозирования семян, 17% - с механической системой и только 6% - с системой избыточного давления.

Основным недостатком пропашных сеялок вакуумного типа является их низкий межремонтный ресурс, а это приводит к нарушению агротехнических норм при высеве пропашных культур. Работы, направленные на повышение показателей долговечности дозированного диска и уплотнительной прокладки высевающих комплектов и качества выполнения посева, являются важными и, безусловно, представляют практический интерес.

По результатам исследования ремонтного фонда установлена ​​суммарная предельная величина срабатывания рабочих органов в месте контакта пары трения диск - прокладка, согласно данным эксплуатационных условий, при наработке 54-59 га составляет 2,4-2,7 мм. На основании опыта использования сеялок для посева пропашных культур рекомендуется величина выбраковательного срабатывания - на уровне 2,1-2,3 мм. При соблюдении этого значения агрегат обеспечивает надежность процесса высева (соответствует требованиям серийного посевного комплекта с наработкой в ​​пределах 48-52 га).

Основным методом ремонта сеялок пропашных культур по сей день остается замена изношенных деталей и узлов на новые. Это обусловлено тем, что большинство аграрных предприятий и фермерских хозяйств обычно не имеют собственной ремонтно-обслуживающей базы и соответствующих оборудования и специалистов.

Целесообразно также заметить и тот факт, что ни замена изношенных деталей сеялок пропашных культур на новые, ни восстановление их работоспособности не способствуют повышению межремонтного ресурса, а лишь продлевают срок службы высевающего аппарата сеялки. Исходя из этого, в зависимости от условий использования агрегата, как показывают исследования, ресурса нового технического соединения высевающего комплекта диск - прокладка часто не хватает на полный эксплуатационный сезон. Это очень часто снижает параметры работы высевающих аппаратов сеялок и приводит к появлению площадей, засеянных с нарушением агротехнических требований.

Стоит обратить внимание на новые методологические подходы, которые реализованы для снижения интенсивности износа пар трения и повышения их долговечности. Для уменьшения коэффициента трения и укрепления их рабочей поверхности в материал для покрытия можно вводить антифрикционные вещества и твердые смазки, в частности сульфиды, графит, серу, отдельные легкоплавкие металлы и их сплавы, полимеры и тому подобное. Антифрикционный материал выполняет роль смазки, обеспечивает самосмазывание пары трения путем образования тонкой легкоподвижной пленки и непрерывного восстановления процессов на рабочей поверхности.

Висівна секція сівалки Vega Profi

Ресурс пары трения диск - прокладка высевающего аппарата можно повысить путем насыщения уплотнительной прокладки дополнительными точками твердого антифрикционного покрытия. В результате этого поверхности диска и прокладки, которые контактируют в паре диск - прокладка покрываются тонким слоем смазки. Благодаря этому происходит заполнение микронеровностей, уменьшается интенсивность их срабатывания и появляется возможность повысить их ресурс. Применение антифрикционного материала в условиях трения обеспечивает неспособность или малую способность к схватыванию с материалом рабочих поверхностей деталей в упомянутом соединении при сохранении желаемой эластичности, а это позволяет увеличить срок службы изделий и снизить затраты рабочего времени на устранение неисправностей.

Самым известным из числа твердых смазочных материалов является графит, имеющий низкий коэффициент трения, хороший уровень сцепления с поверхностью, малое усилие разрушения при применении его в твердом состоянии, низкую стоимость и доступность. Увеличение срока службы пары трения диск - прокладка благодаря использованию антифрикционного материала в условиях трения рекомендуется достигать с помощью эффекта самосмазывания. Он заключается в том, что при контакте с уплотнительной прокладкой, которая дополнена точками твердого антифрикционной смазки, уплотненные поверхности покрываются тонким слоем графита. В результате этого происходит заполнение микронеровностей, а поверхности становятся более гладкими.

Анализ причин срабатывания дозирующего диска высевающего аппарата пропашных сеялок 

В процессе его работы зафиксировали колебания величины разрежения воздуха, также заметили, что семена постоянно вибрируют и возвращаются с разной угловой скоростью. Такое явление обусловлено прежде всего тем, что во время захвата семян оно пытается перекрыть присасывающую ячейку по максимальной площади. Это, в свою очередь, приводит к кратковременному изменению давления в семенной камере, при котором возникает пульсирующий эффект движения семян вокруг присасывающей ячейки, а это приводит к срабатыванию ее кромки.

Анализ изношенных дозирующих дисков указывает на то, что процесс потери их работоспособности осложняется коррозионным разрушением элементов деталей уплотнения прецизионной пары диск - прокладка. Это явление обусловлено окислительными процессами, которые протекают на поверхности дозирующих дисков, и применением химически активных веществ, которые входят в состав защитного слоя семян с содержанием различных протравителей, которыми обрабатывают посевной материал пропашных культур. Характер и скорость срабатывания рабочих органов дозировки зависят от физико-химических свойств протравочных сред семян. Образованные на его поверхности оксиды и мультимолекулярные адсорбированные слои толщиной 0,01-0,10 мкм взаимодействуют с рабочими поверхностями дозированного диска и уплотнительной прокладки и усиливают процесс окисления и коррозионного износа. Это ускоряет поверхностное разрушение деталей, приводит к изменению размеров, геометрической формы и свойств поверхностных слоев материала дозирующих дисков.

Как про­длить срок работоспособности дозированного диска сеялки для посева пропашных культура?

Для восстановления поверхности дозированного диска высевающего аппарата можно применить способ нанесения стойкого покрытия путем электроискровой обработки. Использование этого метода предполагает получение защитного слоя покрытия нужной толщины, компенсирует степень износа с учетом припуска на соответствующую восстановительную обработку диска с последующей механической обработкой в пределах шероховатости поверхности дозированного диска Ra = 0,8-1,5 мкм. 

Рассмотрим последовательность технологического процесса восстановления дозированного диска, который предусматривает следующие операции:

  • мытье и очистка;
  • дефектирование;
  • электроискровая обработка; 
  • механическая обработка;
  • безабразивная ультразвуковая финишная обработку в пределах шероховатости Ra = 0,020-0,035 мкм; 
  • финишное плазменное упрочнение;
  • контроль качества.

Для стабилизации процесса электроискровой обработки предварительно на поверхность диска наносят покрытие, содержащих элементы с низким потенциалом ионизации. Это обеспечивает сохранение и повышение прочности каждого нанесенного слоя и позволяет получить желаемые антифрикционные свойства. К таким веществам относятся: углерод (графит), дисульфид молибдена, дисперсные порошки металлов, слюда, каолин, нитрид бора, аморфный бор, тальк и другие.

Еле­мен­ти до­опра­цю­вань висівно­го апа­ра­ту СУПН-8: а — висівний диск із до­дат­ко­вою доріжкою при­смок­ту­валь­них от­ворів; б — ущільню­валь­на про­клад­ка но­вої внутрішньої конфігу­рації з точ­ка­ми твер­до­го ма­с­ти­ла

Поскольку дозировочный диск пропашной сеялки Kunh Planter II отрабатывается только с одной стороны, а вторая, на которой расположены ворушильные флажки, остается без изменений, экспериментальным путем были обнаружены (и подтверждены также другими исследователями) два характерных участка срабатывания поверхности диска: первая - начинается в радиусе 83 мм и заканчивается в радиусе 93 мм, вторая - соответственно в радиусах 98 и 110 мм. Это определяется пределами фактического контакта диска и прокладки высевающего аппарата.

При восстановлении дозировочного диска в местах обоих участков срабатывания с помощью электроискровой установки наносят слой покрытия с применением медно-графитового электрода при таких значениях: зарядный ток - 3,7 А; амплитуда импульсов напряжения на накопительных конденсаторах - 95 В; энергия разряда - в пределах 1,6-1,7 Дж; емкость накопительных конденсатов - 360 ± 110 мкм; частота импульсного тока - 100 Гц. При таком режиме толщина слоя нанесенного покрытия компенсирует величину износа, а также припуск на механическую обработку. Применяя электроискровую обработку, получают слой толщиной 15-110 мкм с поверхностью, которая имеет шероховатость Ra = 2,3-2,6 мкм, твердость поверхности нового слоя НRV = 4-6 ГПа на глубине до 25 мкм. 

Шероховатость полученной поверхности характеризуется нестабильной геометрией, то есть высокими пиками и впадинами. В связи с этим поверхность диска имеет небольшую площадь фактического контакта и высокое удельное давление в зоне контакта. Для достижения нужных показателей шероховатости и микрогеометрии проводят механическую обработку поверхности, после чего получают поверхность с шероховатостью в пределах Ra = 0,8-1,5 мкм.

После указанных операций поверхность восстановления диска подвергают безабразивной ультразвуковой обработке с частотой ультразвука в диапазоне 20-24 кГц и его подачей на уровне 0,16 мм/об. и получают поверхность с шероховатостью Ra = 0,020-0,035 мкм. Указанную шероховатость после безабразивной ультразвуковой обработки получают благодаря деформации вершин микронеровностей без снятия материала и создания укрепленного поверхностного слоя ударным воздействием рабочей головки установки. Твердость слоя покрытия на глубине до 25 мкм составит НRV = 8-9 ГПа, а на глубине 25-50 мкм - НRV = 5-7 ГПа. Задекларированные значения достигают путем безабразивной ультразвуковой обработки поверхностного слоя.

Многие заводы-изготовители в конструкции дисков предусмотрели крепление флажков контактной сваркой. Но мы предлагаем способ перестановки их в другое рабочее положение. Для этого переносят флажки на сработанную поверхность, применив клепки с дополнительной герметизацией заклепок, что предусматривает нанесение в зону приклепувания герметика. Восстановленные таким образом диски прошли производственную проверку во время высева пропашных культур и показали такие же результаты, что и оригинальные, произведенные на заводе.

Для предоставления особых физико-механических свойств поверхностным слоям диска и сохранение тех, которые созданы предыдущими технологическими операциями, проводят формирование прочного пленочного покрытия толщиной 0,5-3 мкм путем применения финишного плазменного упрочнения.

Пленочное покрытие можно получить по финишному плазменному упрочнению конденсацией с дуговой или высокочастотной плазмой материалами с содержанием кремния, базового состава SiC-SiO2. Это позволяет получить покрытие микротвердостью 50-52 ГПа и коэффициентом трения 0,03-0,08 и повышенной износостойкостью.

Представленные выше технологии восстановления могут быть использованы также для обеспечения работоспособности пары диск - прокладка высевающего аппарата сеялки СУПН-8.

Неотъемлемой составляющей обеспечения надежной работы пропашных сеялок является технический осмотр, который заключается в ежесменной и периодической проверке состояния их механизмов и болтовых соединений: очистке от пыли и грязи; регулировании высевающих аппаратов на заданную норму высева. Дважды в сезон разбирают посевные аппараты, дисковые сошники, передаточные механизмы, автомат подъема, маркеры; могут заменить детали, промывают подшипники, регулируют рабочие органы, подтягивают крепления, красят и смазывают сеялку.

Сеялки следует хранить в закрытых помещениях или под навесами. Перед установкой высевающей техники на хранение сеялки очищают от пыли и грязи; семенной и туковый ящики очищают от остатков семян и удобрений; смазывают трущиеся поверхности.

Следует помнить, что во время хранения посевные агрегаты устанавливают горизонтально, под сошники и колеса подкладывают деревянные подставки. Резиновые гофрированные семяпровода снимают и сдают на хранение в закрытых помещениях.

Выводы

Таким образом, на качество и эффективность посевных работ влияют не только удачный выбор высевающих аппаратов и дозирующих систем, но и соблюдение агротехнических требований. А это, безусловно, во многом зависит от обеспечения работоспособности сеялок в период эксплуатационного сезона и правильного их хранения в период полевого «покоя».

О. Бан­ный, канд. тех. на­ук,

А. Но­виц­кий, С. Ка­ра­би­нь­ош, до­цен­ты,

Ю. Но­виц­кий, сту­дент,

НУБиП Ук­раины

 

Информация для цитирования

Обеспечение работоспособности деталей высевающих аппаратов сеялок для пропашных культур/ О. Бан­ный, А. Но­виц­кий, С. Ка­ра­би­нь­ош, Ю. Но­виц­кий, // Пропозиция. — 2017. — №2 —  С. 50-54

Интервью
Petro Melnyk2
Компания Agricom Group специализируется на растениеводстве. Обрабатывает землю в Черниговской и Луганской областях, выращивает масличный лен, подсолнечник, кукурузу, овес и гречиху. Но более известна
Тарас Кутовой, министр аграрной политики и продовольствия Украины
Министр аграрной политики и продовольствия Тарас Кутовой определил органическое направление как одно из главных в работе Минагрополитики на этот год. «Это один из вопросов, который меня лично волнует

1
0