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

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

Supplementary files