New resource-saving design of the sowing device for fodder crops

Full Text

Введение Важнейшими и основными источниками растительного сырья являются традиционные виды трав. Однако для дальнейшего развития производства кормовых культур необходимо использовать научные подходы и новые принципы при разработке сельскохозяйственной техники [1, 2], а также принять меры по улучшению структуры зернофуражных культур. Производство зернофуража при этом желательно обеспечить за счет расширения посевов ячменя, овса, суданской травы. Из бобовых культур в смешанные посевы важно включить горох, вику и сою, которые являются традиционными урожайными культурами и менее требовательными к условиям возделывания. Смешанные посевы дают наибольший урожай лучшего качества, если компоненты смесей подобраны по видовому и сортовому составу с учетом критериев их совместимости. Цель исследования Целью исследования явилось создание посевной техники, оборудованной пневматическими высевающими аппаратами нового образца, которые способны высевать пунктирным и совмещенным способами семена культур, отличающихся аэродинамическими, агротехническими и физико-механическими характеристиками [3-5]. Материалы, методы исследования и обсуждение результатов Как известно, выращивание нескольких культур на одном поле происходит двумя способами - совместным и совмещенным. Совместные посевы - это посевы двух или более видов растений на одном поле с чередующимися рядками, или полосами, культур. Перед высевом семена культур не смешивают, а высевают раздельно. Например, при совместном посеве кукурузы с соей одной сеялкой высевают кукурузу, а другой - сою. При совмещенном выращивании двух культур посев производят одной сеялкой и преимущественно в один рядок, что не всегда происходит из-за отсутствия специальной техники [6]. Преимущество совмещенных посевов перед чистыми посевами заключается в повышении качества корма, а также в том, что первые дают возможность дифференцировать приемы удобрения и ухода за посевами. Для посева различных сельскохозяйственных культур известно множество сеялок, часть из которых оборудованы пневматическими высевающими аппаратами. Они включают бункер для семян, высевающий диск и сопло для подвода воздуха к ячейкам. Высевающий диск снабжен кольцом, сопряженным с его внутренней поверхностью. Это кольцо установлено с возможностью продольного перемещения относительно оси вращения диска и выполнено в виде цилиндра, по длине образующей которого расположено несколько рядов сквозных ячеек. Также известны пневматические высевающие аппараты, включающие семенной бункер, разделенный надвое, вертикально установленный высевающий диск со сквозными коническими ячейками, воздушный патрубок, выталкиватель семян и боковые стенки. Высевающий диск разделен на две части вдоль оси конических ячеек, части диска соединены внешними сторонами между собой. Данные устройства имеют также ряд недостатков. В первом случае высевающий аппарат используется только для гнездового посева и не позволяет высевать одновременно две различные культуры совмещенным способом; во втором - во время высева семян совмещенным способом происходит их повреждение (что неприемлемо), а для перехода от пунктирного посева на совмещенный способ возникает необходимость использовать дополнительные высевающие диски. Для решения поставленной цели необходимо совершенствовать существующие пропашные сеялки путем конструкционных изменений в дозирующей системе пневматических высевающих аппаратов и создания нового, разборного высевающего диска, позволяющего высевать двумя способами. При этом дополнительно достигается повышение эксплуатационной надежности пневматического высевающего аппарата. Поставленная цель достигается тем, что универсальный высевающий аппарат (рис. 1) включающий семенной бункер 1, разделенный перегородкой 2, на оси 3 установленный высевающий диск 4 разделенный на две части вдоль оси конических ячеек 5, воздушное сопло 6, части диска 4 соединены внешними сторонами между собой, сбоку открытые ячейки 5, снабжены жестко закрепленными на нем с возможностью демонтажа крышками 7, а высевающие диски - выталкивателями 8 семян из полимерного материала. 3 < ш DQ О X Одна часть диска 4 установлена жестко на шпонке, а вторая, в виде обода, крепится к ее верхней половине с возможностью смещения вокруг горизонтальной оси 2. К высевающему аппарату крепится сошник 9. Во время работы высевающего аппарата семена двух культур из двух частей семенного бункера, разделенного перегородкой, под действием силы тяжести (самотеком) попадают в сквозные конические ячейки высевающего диска, разделенного на две части вдоль оси конических ячеек. Вращающийся высевающий диск подводит конические ячейки, заполненные семенами, к воздушному соплу, которое на выходе разделено на два патрубка, чьи воздушные потоки направлены на семена, попадающие в конические ячейки соответствующих частей высевающего диска (рис 2). Воздушный поток прижимает одно семя ко дну сквозной конической ячейки, а остальные выдувает [7-9]. Высевающий диск, вращаясь на оси, с одним семенем в ячейке, подводит семя к сошнику, откуда с помощью выталкивателя семян оно падает на дно борозды, открытое сошником. При этом, аппарат снабжен разборным сошником, две части которого крепятся между собой жестко. Для перехода на пунктирный посев достаточно, сняв крышки, соединить две разделенные части, превращая их в одно целое высевающего диска, а два сошника при этом перевести на один, отсоединив ось, закрепленную болтами, и оставив тот сошник, который соответствует семенам высеваемой культуры. Разработанный высевающий аппарат позволяет переходить с пунктирного посева на совмещенный способ и наоборот просто, без использования дополнительных дисков. Открытые части ячейки высевающего диска сбоку жестко крепятся крышкой с возможностью демонтажа, чтобы семена, находящиеся в ячейках во время вращения высевающего диска, не притирались к крышке высевающего аппарата. Это предотвращает их дробление и крошение, что невозможно было достичь в типовой конструкции высевающего аппарата. А-А Ш б-бО увеличено Эффективность работы аппарата оценивали по результатам лабораторной проверки, во время которой особое внимание было уделено оценке продольной равномерности распределения семян в рядке двух культур. В качестве посевного материала использовали кукурузу и сою. Проверку проводили на скоростных режимах, соответствующих поступательной скорости сеялки в пределах 10 км/ч. Семена двух культур, согласно новому способу посева (получен патент на изобретение), высеваются со смещением, равным L = a + 2b, мм, где a - расстояние между высевающими дисками, равное ширине камеры разряжения, b - толщина высевающего диска; семена чередуются по схеме: 1:1; 1:2; 1:3; 1:4. Однако смещение семян L зависит от конструкции высевающего аппарата. Если аппарат снабжен камерой разряжения шириной 30 мм и толщиной высевающих дисков 2 мм, то величина L составит 34 мм. Поскольку разрабатываемая конструкция пневматического высевающего аппарата работает на избыточном давлении воздушного потока, в нем отсутствует камера разряжения, поэтому смещение семян в ряду L равно расстоянию между осями конических ячеек частей высевающего диска. Чередование семян в ряду по заранее установленной схеме проводили следующим образом. Высевали семена по схеме 1:1. Это значит, что при расстоянии между семенами одной культуры 70 см, расстояние между семенами второй культуры составляет также 70 см, однако расстояние между двумя культурами в ряду -35 см. При посеве по схеме 1:3 между двумя семенами одной культуры размещаются семена другой культуры в количестве трех штук, с расстоянием между собой в 17 см (рис. 3). Исследование показало, что распределение семян двух культур в один рядок со смещением отвечает агротехническим требованиям и не превышает пределов допустимого отклонения. Для создания наилучших условий прорастания и развития растений следует их обеспечить достаточным количеством влаги, питательных веществ и пространством для роста. При посеве зерновых культур наилучший результат показывает (по качественным и количественным показателям) равномерно созревающий, равномерно густой и сплошной растительный покров, 3 < ш о X 3 < Ш IB 00 О X который реализуется совмещенным способом только в том случае, если все семена распределяются с одинаковым интервалом с разной по глубине заделкой семян двух культур. Выводы 1. Разработанные способ и конструкция пневматического высевающего аппарата для совмещенного посева двух культур в один ряд с одинаковыми интервалами между семенами и размещением их на разную глубину заделки, позволяют получить экономию посевных площадей, улучшить экологическую обстановку окружающей среды за счет сокращения числа проходов агрегата, а также и получить сбалансированный корм для животноводства по белку и протеину и упростить конструкцию аппарата, сделав его удобным в эксплуатации и материально выгодным. Используя такой высевающий аппарат, возможно без дополнительных затрат (в том числе и временных) относительно легко переходить от совмещенного посева на пунктирный и наоборот, что дает существенную экономию по материальным и временным показателям. 2. Сеялка, оборудованная пневматическими высевающими аппаратами новой конструкции, позволяет получить кормовую массу с содержанием переваренного протеина до 105-110 г, что увеличивает удой молока на корову до 3000 кг в год.

About the authors

Ya. P Lobachevskiy

Federal scientific agro-engineering center VIM

Email: vim@vim.ru
Corresponding member RAS

B. Kh Akhalaya

Federal scientific agro-engineering center VIM

Email: vim@vim.ru
PhD in Engineering

Yu. Kh Shogenov

Russian Academy of Sciences

Email: yh1961s@yandex.ru
DSc in Engineering

References

Supplementary files