Выравнивающий рабочий орган сеялки

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к рабочим органам посевных машин, и предназначена для выравнивания почвы при рядовом посеве семян сельскохозяйственных культур, преимущественно мелкосеменных, например льна, рапса и трав.
Определяющая роль в общем комплексе технологических операций при возделывании сельскохозяйственных культур принадлежит посеву. Основная агротехническая задача посева - это равномерное распределение семян по площади, заделка семян каждой культуры на оптимально глубину и точный высев заданной нормы на единицу площади семян и удобрений. Соблюдение агротехнических требований создает благоприятные условия для дружных и равномерных всходов культурных растений, их развития и обработки, определяет получение высоких урожаев (http://biofile.ru/bio/33723.html).
Выравнивание рельефа поверхности почвы гарантирует качественное формирование борозд и заделку семян каждой культуры на оптимально глубину. Глубина заделки семян не должна отклоняться более чем на ±15%, что примерно составляет для зерновых колосовых ±1 см, кукурузы ±2 см, сахарной свеклы ±0,5 см (http://biofile.ru/bio/33723.html).
Проблема качественного выравнивания микрорельефа поля с минимальными энергозатратами постоянно привлекает внимание исследователей и разработчиков почвообрабатывающих и посевных машин. Особенно остро данная проблема касается выравнивания рельефа поверхности посевной ленты. Гребнистость обработанной поверхности почвы по агротехническим требованиям составляет 40 мм, а для мелкосеменных культур - 15 мм.
Известен ряд конструкций выравнивающих устройств посевных машин и комбинированных агрегатов (RU №2347347, кл. А01С 7/20, 2007; RU №2442301, кл. А01В 21/08(29/04), 2010; RU №2353079, кл. А01В 1/00, 2007; RU №2587769, кл. А01В 49/02, 2015; RU №2347345, кл. А01С 7/00, 2007; RU №2298900, кл. А01В 29/04, 2005; фронтальный гидравлический выравнивающий аппарат - дробилка CRUSHBAR (проспект STRIEGEL-PRO РЕ с. 14); Волокуша трехточечная полевая (https://www.agrobase.ru/catalog/machinery/machinery_4cea6df2-ae2d-4dcc-8800-0a9518cb0b8d) Планки для выравнивания почвы культиватора КПМП (http:/www.pkf-agromash.ru/catalog/kult/kult_sp/kpmp), а также орудий-выравнивателей (А.с. СССР №967292, кл. А01В 31/00, 1981; А.с. СССР №917750, кл. А01С 7/20, 1980; RU №2021649, кл. А01В 35/02, 1991; А.с. СССР №341424, кл. А01В 35/26, 1969 и др.).
Однако они не приспособлены для применения в посевных машинах для выравнивания почвы при рядовом посеве семян преимущественно мелкосеменных сельскохозяйственных культур, имеющих большое значение для сельскохозяйственного производства. Общим недостатком известных рабочих органов для выравнивания почвы является несоответствие выполняемых ими агротехнических требований (АТТ) по гребнистости, предъявляемых к посеву мелкосеменных культур, и недостаточное уплотнение поверхностного слоя почвы.
Известен сошник (А.с. СССР №1683533, кл. А01С 7/20, 1989), состоящий из полого башмака, рабочая поверхность которого выполнена в виде опорной лыжи, а дневная поверхность выполнена по ходу движения сошника выпуклой. На задней части башмака снизу закреплены клиновидные полозки. На дневной поверхности башмака установлена стойка с семянаправителями. При движении рабочая поверхность башмака выравнивает поверхность поля.
Недостатками известного сошника являются: значительная металло- и энергоемкость; рабочий орган для выравнивания почвы в виде башмака не позволяет регулировать величину давления на почву из-за жесткого соединения со стойкой, в результате чего плотность почвы по длине прохода башмака неравномерная; отсутствие предохранительного устройства и жесткая фиксация рабочего органа для выравнивания почвы снижают надежность конструкции и качество выполнения технологической операции выравнивания; подъем всей рабочей поверхности и пропуск значительной площади выравниваемой почвы при наезде на препятствие, а также недостаточная кривизна, при которой встречающиеся комки не разрушаются, а сдвигаются, происходит сгруживание почвы перед башмаком; возможно налипание почвы на рабочую поверхность в области закрепления клиновидных полозков.
Наиболее близким к заявленному является конструкция выравнивающего устройства сошника полозовидного комбинированного (RU №2378816, кл. А01С 7/20, 2006, прототип). Сошник содержит полоз лыжеобразной формы, бороздообразователь-туконаправитель, ложеобразователь-семянаправитель и двухточечную стойку для подвески полоза. Сквозь полоз ниже его плоскости скольжения выпущен бороздообразователь-туконаправитель трубчатого сечения на расстояние, превышающее глубину заделки семян. Ложеобразователь-семянаправитель трубчатого сечения выпущен сквозь полоз ниже его плоскости скольжения на расстояние, равное глубине заделки семян. В нижней части они имеют косой срез выходного отверстия и изогнуты для создания рабочей поверхности для формирования уплотненного ложа. Бороздообразователь-туконаправитель и ложеобразователь-семянаправитель имеют возможность вертикального перемещения. В передней части полоза жестко закреплен нож. На рабочей поверхности полоза закреплены две вертикальные пластины, установленные под углом к направлению движения сошника, которые обеспечивают закрытие борозд почвой.
Известный сошник сложен по конструкции. Полоз лыжеобразной формы не обеспечивает уплотнения почвы и выравнивания по ширине захвата, не крошит, а сдвигает комки. За счет врезания в почву, а также наличия ножа, бороздообразователя-туконаправителя, ложеобразователя-семянаправителя и двух вертикальных пластин, установленных под углом к направлению движения сошника, данная конструкция имеет большое тяговое сопротивление и энергоемкость, отличается небольшой надежностью.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в разработке выравнивающего рабочего органа сеялки, преимущественно для рядового посева мелкосеменных сельскохозяйственных культур, простого по конструкции с небольшим тяговым сопротивлением, надежного в работе и качественно выполняющего технологический процесс выравнивания микрорельефа почвы.
Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в надежной работе выравнивающего рабочего органа сеялки, качественно выполняющего технологический процесс выравнивания и оптимального уплотнения почвы, обеспечивающий снижение гребнистости почвы, отвечающей агротехническим требованиям при посеве мелкосеменных культур, соблюдение которых создает благоприятные условия для дружных и равномерных всходов мелкосеменных культур, их развития и обработки, определяет получение высоких урожаев.
2
Поставленная полезной моделью задача решена тем, что выравнивающий рабочий орган сеялки выполнен в виде ряда одинаковых установленных на равном друг от друга расстоянии с возможностью регулирования в одной горизонтальной плоскости полозьев лыжеобразной формы, каждый из которых установлен на раме посредством упругого элемента, закрепленного на многоточечной опоре на полозе, при этом рабочая поверхность каждого полоза выполнена гладкой, а рабочие грани - выпуклыми с кривизной, определяемой уравнением второй степени у=kx, где 0,2<k<0,5, причем хвостовая часть каждого полоза имеет форму равнобедренного треугольника. Многоточечная опора выполнена в виде жестко установленной на полозе по оси его симметрии скобы, в поперечном сечении имеющей форму трапеции.
Заявленный выравнивающий рабочий орган сеялки имеет простую конструкцию, небольшую энергоемкость, надежен в работе и качественно выполняет технологический процесс выравнивания и уплотнения микрорельефа почвы.
На фиг. 1 изображен выравнивающий рабочий орган сеялки, в аксонометрии; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.
Выравнивающий рабочий орган сеялки выполнен в виде ряда одинаковых полозьев 1 лыжеобразной формы, рабочая поверхность (подошва) которых выполнена гладкой. Гладкая поверхность подошвы полоза 1 выравнивает поверхность почвы по всей ширине рядка, обеспечивая равномерную глубину заделки семян при посеве. Каждый полоз 1 установлен на раме 2 посредством упругого элемента 3, выполненного из пружинной стали и соединенного с многоточечной опорой 4. Многоточечная опора 4 выполнена в виде скобы из листовой стали, в поперечном сечении имеющей форму трапеции. Многоточечная опора 4 жестко установлена на полозе 1 по оси его симметрии, сочетает в себе функции крепления и равномерного распределения давления воздействия полоза 1 на почву по всей его рабочей поверхности.
1
2
Полозья 1 установлены в одной горизонтальной плоскости. Оси симметрии полозьев 1 параллельны между собой и направлены вдоль рядков высеваемой культуры. Расстояние между ними регулируют, исходя из условия необходимого расстояния b между рядками высеваемой культуры. При самом наименьшем расстояния между рядками высеваемой культуры b и самом наибольшем b его значении ширина s каждого полоза величина всегда постоянная s=b-l=const, где l - расстояние между боковыми кромками смежных полозьев 1, которое устанавливают равным 1,5<l<4,0, исходя из следующего условия. Согласно агротехническим требованиям в обработанном слое допускаются комки почвы размером по наибольшему диаметру до 2,5 см - не более 80,0%, от 5,0 до 10,0 см - не более 10,0%, наличие комков больше 10,0 см не допускается. В связи с этим максимальное расстояние между полозьями должно быть не больше 5 см, и не меньше 1 см, поскольку при меньшем расстоянии возможно соприкосновение и влияние рабочих органов друг на друга. Оптимальное значение 1 принимают равным от 1,5 до 4 см, что подтверждается и экспериментально.
2
Рабочие грани 5 каждого полоза 1 выполнены выпуклыми с кривизной, определяемой уравнением второй степени - параболой: у=kx. При 0,2<k<0,5 рабочая грань полоза обеспечивает максимальное крошение почвенных комков. Форма рабочей грани 5 полоза и соответствующий ей коэффициент k подобраны из условия крошения комков до 5 см без сгруживания почвы перед рабочим органом и подтверждены экспериментальным путем в результате проведения многочисленных экспериментов. Такая форма рабочей грани 5 полоза 1 не сдвигает почвенные комки, а деформирует и разрушает их, исключая сгруживание почвенных комков перед выравнивающим рабочим органом, тем самым повышая надежность работы устройства в целом и качественное выполнение технологического процесса выравнивания и уплотнения поверхности почвы, позволяя с успехом достигать гребнистости почвы, отвечающей агротехническим требованиям при посеве мелкосеменных сельскохозяйственных культур.
Хвостовая часть 6 каждого полоза 1 имеет форму равнобедренного треугольника, что препятствует налипанию почвы на полоз 1 и также обеспечивает надежную и качественную работу рабочего органа для выравнивания почвы. Форма равнобедренного треугольника хвостовой части полоза - наиболее оптимальна для достижения данного результата.
Для создания оптимальной плотности выровненной поверхности поля с учетом гребнистости, количества комков и вспушенности поля, а также с целью предохранения полоза 1 от повреждений при наезде на препятствие, раму 2 закрепляют на раме сеялки неподвижно на определенном расстоянии ее от поверхности почвы (не показано). Вертикальная регулировка положения рамы 2 с рабочими органами для выравнивания почвы и подбор упругого элемента 3 полозьев 1 обеспечивают оптимальную плотность выровненной поверхности поля и, как следствие, равномерную глубину заделки семян в почву.
Количество полозьев 1 равно количеству сошников в сеялке, причем каждый сошник устанавливают в вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии полоза 1 (не показано). При этом каждый отдельный полоз 1 не влияет на работу каждого другого полоза 1.
Выравнивающий рабочий орган сеялки работает следующим образом.
Перед началом работы оценивают гребнистость, количество комков, вспушенность почвы поля, исходя из чего для создания оптимальной плотности выравниваемой поверхности почвы раму 2 фиксируют неподвижно на раме сеялки на определенном расстоянии от поверхности почвы поля. На раме 2 устанавливают полозья 1 в одной горизонтальной плоскости на расстоянии, определяемом согласно высеваемой культуре и расстоянию между рядками данной культуры. Сошники устанавливают за полозьями 1 по линии симметрии каждого полоза 1.
Рабочему органу для выравнивания почвы сообщают поступательное движение. Полозья 1 всей их гладкой рабочей поверхностью подошвы оказывают равномерное давление на почву. Гладкая рабочая поверхность подошвы каждого полоза 1 скользит по поверхности почвы поля по всей ширине каждого рядка, выравнивая его поверхность. При наезде полоза 1 на почвенный комок, он не сдвигается, а деформируется рабочей гранью 5 полоза 1 и далее выравнивается гладкой рабочей поверхностью подошвы полоза 1. Хвостовая часть 6, имеющая форму равнобедренного треугольника, предотвращает налипание почвы на полоз 1. Таким образом, обеспечивается качественное выравнивание почвы. При наезде на препятствие упругий элемент 3, создающий прижимное усилие, отклоняет полоз 1, предотвращая его повреждение, после чего возвращает полоз 1 в исходное рабочее положение. При этом отклонение одного полоза 1 не влияет на работу каждого другого полоза 1, тем самым повышая надежность работы рабочего органа для выравнивания почвы и качество обработки почвы по всей ширине захвата сеялки.
Заявленный выравнивающий рабочий орган сеялки промышленно осуществим. Изготовлен и испытан его промышленный образец. При создании оптимальной плотности почвы путем подбора упругого элемента 3 и вертикальной регулировки положения рамы 2 с рабочими органами для выравнивания почвы относительно рамы сеялки достигнута выровненность почвы поля с гребнистостью не больше 15 мм, что соответствует агротехническим требованиям для мелкосеменных культур. Благодаря чему равномерность заделки семян мелкосеменных культур (например, льна) по глубине увеличилась, обеспечив дружность всходов на 20…25%.
Заявленный рабочий орган для выравнивания почвы работоспособен, осуществим,  воспроизводим и может быть изготовлен промышленным способом. Простота его конструкции обеспечивает надежное выполнение технологического процесса выравнивания поверхностного слоя почвы. Небольшая его энергоемкость обусловлена простой конструкцией без большого тягового сопротивления и не повлияет на себестоимость продукции возделываемых сельскохозяйственных культур.