JUSTIFICATION OF TECHNOLOGICAL AND DESIGN PARAMETERS OF THE COLTER FOR WINTER WHEAT SEEDING IN COTTON ROW-SPACING


Cite item

Abstract

In Uzbekistan, over 800 thousand hectares of irrigated area are used to grow winter wheat in row-spacing of growing cotton. They are mainly sown by spreading, then seeded with cotton cultivators. Disadvantages of the spreading method are high seed rates by 30...40 % and excessive energy costs due to multiple (3...4 times) passes of the unit. However, the issues related to the establishment of the dependence of the quality of cereal crops in cotton row-spacing on the main parameters of the colter and the row profiles in Uzbekistan have not been adequately studied. In this regard, the materials of a theoretical study on the justification of technological and constructive parameters of the colter for sowing winter wheat seeds in the row-spacing of cotton are presented. As a result of the carried out research, it has been established that for the quality sowing and shaping of the seed beds the colter must be submerged in the soil to a depth of 2.0...4.0 cm. In order to form a slightly compacted furrow shape, the colter must be pressed to row-spacing surface. To ensure the non-heap of soil piles through the wings of the colter, their height should be 14...18 cm. In this case, the angle of installation of the wings in the continuous direction of colter movement should be equal to a = 47°, and the angle of the colter wing spread у = 69°. The given constructive parameters of the colter are optimal for sowing winter wheat seeds in the cotton row-spacing. The proposed new technology and colter design implements multi-row seeding from 5 (for 60 cm spacing to 9 rows (for rows between rows 90 cm). Due to formation of a new loose shape of the row spacing, the useful seed sowing area is increased by 9...22 % compared to the spreading method and conditions are provided for uniform seeding and obtain good and even sprouts.

Full Text

Введение Для посева семян озимой пшеницы в междурядья хлопчатника предлагается новый сошник. Новизна технического решения защищена патентом UZ FAP 00722 [1]. Для полученного патента предстояло обосновать технологические и конструктивные параметры нового сошника (см. рис. 1). На рисунке 1 изображены схемы сошника, вид с боку и спереди клиновидных ножей и семяпроводов. Сошник состоит из грядиля 1, на котором установлены замки 2 для крепления стойки 3 сошника, представляющего собой полозу с опорой, состоящей из левых и правых крыльев 4 и 5. Стойки 3 установлены в замке 2 с возможностью регулирования по высоте. Крылья 4 и 5 установлены под углом a к горизонтальной плоскости. На нижней поверхности крыльев 4 и 5 закреплены плоские клиновидные ножи 6 с кромками, расположенными под углом р к продольно-вертикальной плоскости. На тыльной поверхности ножей 6 закреплены семяпроводы 7, нижняя кромка 8, которая расположена выше нижней кромки 9 ножей 6. Технологический процесс посева протекает следующим образом: сошник устанавливается на заданной высоте и закрепляется замком 2. Крылья 4 и 5 устанавливаются под углом a = 18...22° к горизонту. При движении сошника крылья 4 и 5 должны опираться и скользить по профилю междурядья, копируя неровности после предпосевной обработки. При этом они смещают частицы верхнего сухого слоя в стороны, обнажая, уплотняя и формируя нижний более влажный слой. Плоские клиновидные ножи 6, жестко закрепленные на нижней поверхности крыльев 4 и 5, образуют в почве бороздки, куда укладываются семена, подаваемые семяпроводами 7. При этом выдерживаются равномерность и глубина заделки. За счет того, что нижняя кромка семяпроводов 7 расположена выше (на высоте h) нижней кромки 9 ножей 6 при заделке семян, семяпроводы 7 не забиваются растительными остатками, листьями хлопчатника и семена направляются на дно посевной бороздки без перемешивания с почвой, обеспечивая равномерную заделку на заданную одинаковую глубину. При этом одновременно формируются слегка уплотненные семяпроводом 7 бороздки и рыхлая зона от ножей 6. Крылья 4 и 5, прижимаясь от вертикальной нагрузки, создаваемой от веса секции о дно борозды, ограничивают глубину погружения ножей 6 и формируют слегка уплотненную грядку междурядья. Ножи 6, погружаясь в почву, разрезают и раздвигают ее под углом кромками, создают рыхлую зону, а семяпроводы 7 образуют мелкие бороздки с уплотнен- ным дном, куда укладываются семена, которые засыпаются крыльями 4 и 5. При этом создается условия для капиллярного подтока влаги к семенам из нижележащих слоев почвы. Предлагаемая новая технология и конструкция сошника осуществляет многострочный посев от 5 (для междурядий 60 см) до 9 (для междурядий 90 см) рядков. За счет формирования новой рыхлой формы борозды междурядья увеличивается полезная площадь посева семян на 9...22 % по сравнению с разбросным способом, обеспечиваются условия для равномерного посева и получения дружных всходов. Для обеспечения новой, слегка уплотненной формы борозды требуемой равномерности глубины посева, сошник в процессе работы должен быть постоянно прижат к поверхности междурядья (рис. 2), т.е должно соблюдаться условие [2]: Q = Оопт где 2опт - оптимальная реакция почвы на сошник, при которой обеспечивается требуемая равномерность глубины посева, Н. (1) Данное условие можем выразить формулой, характеризующей плотность почвы междурядья после прохода сошника: Р = Р0 где ро - плотность почвы междурядья после предпосевной обработки, г/см3; К1 - глубина предпосевной обработки, м; Ко - глубина погружения сошника, м. Тогда из выражения (1) глубина погружения сошника: р-ро (2) При значениях плотностей почвы р = 1,2...1,3 г/см3 и po= 1,0...1,1 г/см3 по выражению (2) глубина погружения сошника составит 2,0...4,0 см. Высоту крыльев сошника определим из условия непереваливания слоев почвы черех низ: H > Кс (Кн + ho), (3) где H - высота крыльев сошника, м; Kc - коэффициент, учитывающий обволакивание кучи почвы; Кн - средняя величина высоты неровности поверхности почвы, м. H > К Тогда из выражения (3) с учетом (1) получим: 1 (4) ( К + К р у Основываясь на результатах исследований [2, 3] и проведенных опытов при Kc = 1,8, К = 6...8 см, К = 24 см, р = 1,0^1,1 г/см3 и р = 1,2...1,3 г/см3, по выражению (4) находим высоту крыльев сошника, в пределах не меньше H > 14^18 см. Проведенные экспериментальные исследования в полевых условиях показали, что куча почвы перед сошником в междурядьях хлопчатника зависела от состояния почвы. При влажности почвы меньше 8...11 % и твердости больше 1,6...2,0 МПа после предпосевной обработки наблюдалось увеличение выхода крупных фракций и объема кучек перед сошником, а при влажности почвы в пределах 16...20 % наблюдалось уменьшение объема кучек. Изходя из этого можно сделать вывод, что для обеспечения непереваливания кучек почвы через крылья сошника их высота должна быть 14...18 см. Угол установки крыльев a в продолном напралении движения сошника должен обеспечить прохождение частиц почвы со скольже-ним, с меньшей силой трения и не обволакивать кучи почв и глыбов (рис. 1) [3]. Для этого должно соблюдаться условие: a = 7i /2 -фс, (5) где фс - угол внешнего трения почвы, град. Анализ фрикционных свойств почв показал, что угол внешнего трения зависит от влажности, чистоты поверхности крыльев и давления (рис. 3). Из представленного графика (рис. 3) видно, что величина угла срс вешнего трения от влажности W и давления K в среднем состовляет 43°. На основании этого значения угла по выражению (5) находим, что угол установки крыльев в продолном напралении движения сошника должен быть равным a= 47°. При погружении в почву крыльев сошника на глубину h0 должна слегка уплотняться борозда и формироваться гладкая поверхность профиля грядки междурядья. Для этого почва должна подвергаться легкому уплотнению. Исходя из этого угол у раствора крыльев сошника (см. рис. 1) определим по методике В.П. Горячкина [4, 5]: tgy = tga / tgcoc. (6) Обычно деформация почвы начинается на стыках кромки крыльев сошника. Если считать, что профиль борозды междурядья рас-сположен под углом сос = 22° и крылья установлены под углом в направлении движения сошника, равным a = 47°, то по выражению (6) находим, что необходимый угол у= 69°. Для обеспечения устойчивой работы ножи сошника должны равномерно заглубляться в почву. Для этого рекомендуется их рассполо-жит по правым и левым крыльям под одинаковым углом у на одинаковых продольных и по-перчных направлениях (см. рис. 1). Расстояние между ножами выбираем в зависимости ширины распространения деформации Ьд при взимодействии ножа с семяпроводом (рис. 4). При движении ножа от вертикальной со-стовляюшей тягового сопротивления и силы тяжести секции погружаются в почву, вытесняя частицы в боковую сторону. Увеличение угла an (см. рис. 4) способствует увеличению вдавливающей силы и заметному уменьшению вытеснительной силы в пределах ширины ножа. При этом угол погружения ножа an, угол заточки груди 2р и ширина семяпровода Ьэ являются основными параметрами сошника. Из схемы на рисунке 4 зона распространения ширины деформации от ножа и семяпровода: Ьд = Ьэ + 2A tgV2, (7) где Кэ - глубина посева, мм; у2 - угол бокового скалывания, град; Ьэ - ширина семяпровода, мм. При строчном посеве перед ножами не должно образоваться обволакивание почвы. При этом расстояние между ножами должно быть больше ширины Ьд деформации. При значениях ширины семяпровода Ьэ = 3 см, глубины посева Кэ = 5 см и угла бокового скалывания у2 = 500 согласно выражению (7) ширина деформации почвы междурядья Ьд > 14,9 см. Исходя из этого необходимое количество ножей в сошнике: nn = - , (8) Ьэ + 2 Mg^2 где Вм - ширина междурядий хлопчатника, м (Вм = "60; 90 см). При значениях ширины семяпровода Ьэ = 3 см, глубины посева Кэ = 5 см и угла бокового скалывания у2 = 50° по выражению (8) для междурядий шириной Вм = 60 см рекомендуется рассположить 5 ножей, а для междурядий шириной Вм = 90 см - 9 ножей под углом раствора крыльев у = 69°. Выводы 1. Для качественного посева и формирования формы грядки сошник должен погрузиться в почву на грубину до 2,0...4,0 см. 2. Для формирования слегка уплотненной формы борозды сошник в процессе работы должен постоянно прижиматься к поверхности междурядья. 3. Для обеспечения непереваливания кучек почвы через крылья сошника их высота должна составлять 14...18 см. При этом угол установки крыльев в продольном напралении движения сошника должен быть равным a = 47°, а угол раствора крыльев сошника - у = 69°.
×

About the authors

A. K Igamberdiev

Tashkent Institute of Irrigation and Melioration

Email: asqar1959@mail.ru
PhD in Engineering

References

  1. Худойбердиев Т.С., Игамбердиев А.К., Вохобов A.А., Мирзаахмедов А.Т. Опорно-полозовидный сошник: пат. Узбекистана. UZ FAP 00722. Ташкент, 2012. Бюллетень изобретений № 5.
  2. Муродов Н.М. Технологические и технические основы энергосберегающих средств для основной обработки почвы: дис.. д-р. техн. наук. Янгиюль, 2008. 291 с.
  3. Калимбетов М.П. Совершенствование технологического процесса работы и обоснование параметров мала-выравнивателя: дис.. канд. тех. наук. Янгиюль, 2008.124 с.
  4. Горячкин В.П. Собрание сочинений: в 3 томах. М.: Колос, 1968. Т. 3. 384 с.
  5. Сыроватка В.И. «Земледельческая механика» B. П. Горячкина - научная основа разработки машин и процессов механизации животноводства // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. № 2. С. 3-5.

Copyright (c) 2017 Igamberdiev A.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies