Дисковый и анкерный сошники селки для прямого посева зерновых культур

В таких технологиях главной сельскохозяйственной машиной является сеялка, от конструкции рабочих органов которой зависят условия дальнейшего развития растений, влияние на почвенную среду и вообще сама возможность применения таких технологий.

Учитывая разнообразие сельхозпредприятий по площади с различными почвенно-растительным средой и культурами, которые принято выращивать в хозяйстве, производители высевающих машин, как правило, разрабатывают несколько модельных рядов сеялок с различными конструкциями сошников, обеспечивающих их работу в различных почвенно-климатических условиях. В ряде случаев это сошники с тупым углом вхождения в почву, для обеспечения работоспособности которых требуется высокая удельная металлоемкость машин. Этих недостатков лишены машины с сошниками, входящими в почву под острым углом, но они также имеют свой недостаток - накопление на стояках растительных остатков. Различные компании-производители решают эти проблемы по-разному, предлагая собственные конструктивные решения. Так, компания Morris (США) для обеспечения посева зерновых культур после нулевой и минимальной почвообработки выпускает сеялки Contour Air Drill, Maxim II, Maxim III, Never Pin.

Зерновые сеялки для разных потребностей

Сеялки Contour предназначены как для потребностей небольших хозяйств — с шириной захвата от 7,62 до 9,45 м, так и больших — 3- и 5-рамные модели с шириной захвата от 12,5 до 26,21 м (табл. 1).

Равномерность заделки семян и удобрений по глубине обеспечивается параллелограммным соединением сошников с рамой сеялки, благодаря чему каждый сошник хорошо копирует поверхность поля. Узкие сошники с острым углом вхождения в почву оказывают меньшее удельное тяговое сопротивление во время работы.

Во Франции широкое применение для прямого посева зерновых культур по технологии ноу-тилл получили сеялки марок Easydrill, Maxidril, Seed Master различных модификаций (табл. 2).

Прицепная сеялка для прямого посева Seed Master пригодна для пшеницы, ячменя, гороха, рапса и других сельхозкультур.

Сошник сеялки Seed Master представляет собой активный гидравлический стояк анкерного типа с узкими ножами для внесения удобрений, посева семян и уплотнительного колеса, которое обеспечивает равномерность глубины его хода.

Благодаря небольшим размерам сошник легко проникает в почву, а параллелограммную подвеску с копировальными колесами при любых условиях можно отрегулировать на оптимальную глубину заделки семян и обеспечить ее стабильность в течение всего времени работы сеялки на конкретном поле. Такие сошники разрыхляют даже сухую твердую почву и могут работать при наличии на поле слоя растительных остатков без дополнительной (предварительной) обработки. Давление сошника на почву существенно не влияет на его углубление, поскольку этот рабочий орган является самоуглубляющимся.

Недостатками таких сошников является то, что в случае чрезмерной засоренности поля их стояки в определенный промежуток работы забиваются растительными остатками, что нарушает агротехнические требования к посеву и увеличивает время на техническое обслуживание.

Разработка ряда конструкций долотообразных сошников с активными роторными очистителями стояка от растительных остатков несколько решает проблему прямого посева при наличии на поле большого количества растительных остатков растений, однако сложность конструкции и привода роторов ставит под сомнение их широкое применение.

Рынок сегодня в основном предлагает сеялки как импортного, так и отечественного производства, но они не всегда адаптируются к условиям работы на наших почвах, не полностью отвечают агроэкологическим требованиям, имеют высокую стоимость и значительную удельную металлоемкость. В такой ситуации производители сельскохозяйственной продукции не всегда получают желаемый эффект от применения технологий нулевой и минимальной обработки почвы.

Универсальные сеялки для посева зерновых культур 

Поэтому актуально актуальной задачей является создание таких сеялок, которые бы удовлетворяли все требования нулевых технологий и одновременно по стоимости были бы сравнительно доступными для каждого желающего ввести такие технологии в своем хозяйстве.

И работы в этом направлении ведутся. Так, на кафедре сельскохозяйственного машиностроения Кировоградского национального университета разработана экспериментальная сеялка для прямого посева зерновых культур (табл. 3), которая состоит из рамы, навесного устройства, бункера для семян и удобрений. Она имеет катушечные высевающие аппараты, к раме сеялки с помощью параллелограммной подвески в два ряда крепятся 9 посевных секций с экспериментальными сошниками. Расстояние между сошниками одного ряда составляет 300 мм, а между сошниками по ширине захвата сеялки - 150 мм. Привод высевающих аппаратов обеспечивается от опорно-приводных колес через редуктор.

Высевающая секция сеялки включает в себя: кронштейн крепления параллелограммной подвески секции к брусу рамы сеялки; стояк сошника с установленным в передней части долотом, к которому крепится устройство стеблеотведения и фиксируется в нужном положении с помощью гайки; каток с механизмом регулировки глубины хода сошника; семенопровод и нажимную штангу с пружиной.

Работает посевная секция следующим образом. Во время движения сеялки долото создает борозду, в которую через семенопровод подаются семена и засыпаются почвой и прикатываются катком. Устройство стеблеотведения направляет растительные остатки за плоскость заднего вертикального обреза стояка сошника.

Глубина посева регулируется изменением положения колеса относительно поверхности поля и обеспечивается поворотом поводка вокруг оси с содержанием в соответствующем положении сектором с помощью винта. Необходимое давление посевной секции на поверхность почвы обеспечивается нажимной штангой с пружиной.

Для сравнительной оценки предложенной конструкции сошника были проведены полевые испытания с наиболее распространенными конструкциями сошников - дисковыми и анкерными. Основными оцениваемыми показателями, определяющими качество выполнения технологического процесса, были приняты следующие:

- равномерность заделки семян по глубине, которая определялась коэффициентом вариации r;

- значение реальной глубины заделки семян.

В отношении первого показателя (рис. 1) следует отметить: в отношении сравниваемых сошников он имеет определенные особенности - его значение не всегда аналогичны традиционным и общепринятым. Как и ожидалось, качество заделки семян дисковым сошником с повышением рабочей скорости снижалось. Результаты же работы сошников с острым углом вхождения в почву оказались в определенной степени не совсем ожидаемыми. Так, с увеличением рабочей скорости равномерность заделки семян сначала повышалась (до достижения около 13 км/ч), а затем снижалась. В отношении экспериментального сошника объяснить такие показатели можно особенностями конструкции секции, в состав которой он входит. Так, на малых скоростях и при недостаточных динамических нагрузках на почвенные элементы со стороны копировального катка сошник успевал реагировать на все неровности микрорельефа поверхности поля (комки, пожнивные растительные остатки культур-предшественников и т.д.), в результате чего формировалась соответствующая равномерность заделки семян.

С повышением поступательной скорости равномерность хода сошника по глубине стабилизировалась, а следовательно, улучшалось и качество заделки. При достижении скоростей более 13 км/ч заделівающая рабочая система не успевала четко копировать поверхность поля, и качественный показатель снова ухудшался. Характер работы анкерного сошника схож с экспериментальным, но общий показатель равномерности заделки семян ниже экспериментального в среднем на 5-7%. К тому же при наличии определенного количества растительных остатков на поверхности поля он оказывается неработоспособным.

По сравнению с дисковыми, экспериментальные сошники способны качественно работать на более высоких скоростях. Двухдисковые же сошники удовлетворительно работают на малых скоростях, а с повышением их до 8 км/ч и более семена выносятся дисками даже на поверхность поля, и они заворачиваются шлейфом сеялки в поверхностном слое почвы на небольшой глубине.

Характер зависимости показателя равномерности для экспериментального сошника от заданной глубины заделки семян при различных рабочих скоростях (рис. 2, 3) является схожим с известными результатами, полученными предыдущими исследователями.

В таком случае логично снижение коэффициента вариации, а следовательно, и улучшение качества работы с увеличением заданной глубины заделки семян и переменное его значение по мере нарастания рабочей скорости, что подтверждается и результатами анализа взаимного влияния глубины заделки hз и рабочей скорости V на показатель равномерности r ( рис. 3).

Не менее важным для оценки качества работы сошниковіх групп является соблюдение ими заданных параметров глубины заделки семян на разных рабочих скоростях вісевного агрегата.

Наибольшим отклонением от нормативных значений (рис. 4) в диапазоне V = 7-13 км/ч характеризуется дисковый сошник. Для него реальная глубина заделки семян при заданной (5 см) составляет около 4 см с тенденцией снижения с увеличением скорости.

Кривые 1 и 2, изображающие параметры обеспечения реальной глубины заделки семян сошниками с острым углом вхождения в почву, имеют переменный характер. В то же время экспериментальный сошник обеспечивает большее соответствие реального значения глубины хода заданному параметру. Максимальное приближение между заданным и реальным значением достигается в диапазоне рабочих скоростей на уровне до 12-13 км/ч.

Кроме этого, по результатам экспериментальных исследований установлено, что сошники высевающих секций с острым углом вхождения в почву, которые оборудованы оригинальными элементами конструкции - стеблеотводами, обеспечивают надежное выполнение технологического процесса без предварительной обработки почві при средней длине растительных остатков на поверхности поля до 20 см и удельной их массы на 1 м² поверхности - до 0,6 кг.

Они в состоянии качественно работать на достаточно высоких рабочих скоростях при тяговом сопротивлении в зависимости от глубины посева и скоростного режима, имеют преимущества по соблюдению параметров равномерности глубины заделки семян по сравнению с анкерными - на 14% и двухдисковыми - на 22%, и в определенной степени открывают новые возможности для конструкторских решений по компоновке высевающих машин со значительным снижением их металлоемкости.

В. Сало, профессор, д-р техн. наук,

П. Лузан, доцент, канд. техн. наук,

Кировоградский национальній технический университет