ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ
PLANTING UNIT

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к катушечным высевающим аппаратам для посева семян сельскохозяйственных культур.
Известен катушечный высевающий аппарат [1], содержащий корпус, катушку, муфту с розеткой, вертикальную заслонку с фартуком и ворошитель, выполненный в виде закрепленных на валу пальца и П-образных скоб, при этом заслонка закреплена на корпусе шарнирно с возможностью взаимодействия с пальцем ворошителя через шарнирно установленную на нем подпружиненную тягу, при этом заслонка выполнена с отбортовкой по краям.
К недостаткам катушечного высевающего аппарата можно отнести, травмирование семян за счет резкого колебательного движения заслонки с фартуком при разрушении свода, а также неравномерное распределение семян по площади рассева по причине неустойчивой толщины активного слоя семян при работе высевающей катушки, так как заслонка с фартуком не исключает образование активного слоя, а всего лишь является поверхностью, по которой перемещаемся уже сформировавшийся катушкой поток семян, включающий семена активною слоя и семена, вынесенные желобками катушки. Сложность в изготовлении конструкции и низкая надежность работы (износ эластичного фартука). Все это ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Известен высевающий аппарат [2], содержащий корпус с верхним и нижним порогами, установленную в нем катушку с муфтой и клапан. Нижний порог установлен вертикально, его обращенная к клапану сторона выполнена криволинейной с центром радиуса кривизны в центре поворота клапана, а сторона, образующая с первой вершину порога, расположена под углом к горизонтали, большим угла естественного откоса семян, при этом вершина порога расположена ниже кромки сброса клапана.
К недостаткам данного высевающего аппарата можно отнести неравномерное распределение семян по площади рассева, при этом нижний порог, установленный вертикально со стороной, обращенной к клапану, выполненной криволинейной с центром радиуса кривизны в центре поворота клапана, а сторона, образующая с первой вершину порога, расположена под углом к горизонтали, большим угла естественного откоса семян, и при этом вершина порога, расположенная ниже кромки сброса семян клапана, не исключает образование активного слоя семян при высеве катушкой, так как нижний порог, расположенный ниже кромки сброса семян клапана на выходе из высевающего аппарата, при этом всего лишь является поверхностью, по которой перемещается уже сформировавшийся катушкой поток семян, включающий семена активного слоя и семена, вынесенные желобками катушки, и при этом нижний порог только направляет сформировавшийся поток семян из семенной коробки в воронку семяпровода, при этом данный высевающей аппарат сложный в изготовлении и эксплуатации и имеет низкую надежность. Все это ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Известен высевающий аппарат [3], включающий корпус, катушку с ребрами, муфту и закрепленный в зоне верхнего порога корпуса корытообразный козырек, при этом корытообразный козырек выполнен из упруго-эластичного материала и с просечками на его свободном конце и обращен дном в сторону рабочей поверхности катушки, при этом ребра последней контактируют с козырьком.
К недостаткам данного высевающего аппарата можно отнести неравномерное распределение семян по площади рассева, при этом корытообразный козырек, выполненный из упруго-эластичного материала и с просечками на его свободном конце и обращенным дном в сторону рабочей поверхности катушки, контактирующей с козырьком, не исключает образование активного слоя семян при высеве катушкой, а также при этом происходит неравномерное заполнение ребер катушки за счет износа корытообразного козырька, выполненного из упруго-эластичного материала, и кроме того, будет самопроизвольное истечение семян в семенной канал, так как нескорректирована торцевая часть подпружиненного клапана относительно оси катушки, при этом также будет самопроизвольное истечение семян в семенной канал при износе корытообразного козырька, выполненного из упруго-эластичного материала, который прикрывает зазор для выхода семян между подпружиненным клапаном и катушкой, при этом низкая надежность работы и срок службы высевающего аппарата за счет износа и отрыва корытообразного козырька, выполненного из упруго-эластичного материала, при попадании посторонних примесей в семенной материал. Все это ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Из известных наиболее близким по технической сущности (прототип) является высевающий аппарат [4], включающий корпус, катушку в виде цилиндра с желобками на его поверхности и клапан с кромкой сброса семян, при этом кромка сброса семян клапана размещена в плоскости, касательной к образующей цилиндрической поверхности катушки, и расположена под углом к горизонтали, меньшим угла естественного откоса семян.
Высевающий аппарат работает следующим образом. Семена, находящиеся в приемной камере высевающего аппарата, самотеком перемещаются вниз и располагаются на клапане горкой, угол наклона которой равен углу естественного откоса высеваемых семян, при этом они располагаются касательно к образующей цилиндра катушки.
К недостаткам данного высевающего аппарата можно отнести наличие активного слоя семян [5] при работе катушки совместно с клапаном, имеющим кромку сброса семян размещенной в плоскости, касательной к образующей цилиндрической поверхности катушки и расположенной под углом к горизонтали, меньшим угла естественного откоса семян, при этом толщина активного слоя непостоянная и зависит от сил внутреннего трения между семенами, окружной скорости ребер катушки, вида семян, поэтому высев семян катушкой пульсирующе-порционный, при этом резко снижается равномерность распределения семян по площади рассева, изменяется норма высева на единицу площади, усложняется установка малых норм высева, при этом наличие кромки сброса семян клапана не исключает образование активного слоя семян, так как кромка сброса семян клапана расположена на выходе из высевающего аппарата, при этом кромка сброса семян клапана всего лишь является поверхностью, по которой перемещается уже сформировавшийся катушкой поток семян, включающий семена активного слоя и семена, вынесенные желобками катушки, при этом кромка сброса семян клапана только направляет сформировавшийся пульсирующе-порционный поток семян из высевающего аппарата. Все это ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Заявленное изобретение направлено на устранение вышеописанных недостатков, и при его использовании получен следующий результат: исключается образование и отрицательное влияние активного слоя семян при работе высевающего аппарата на высев семян, при этом известно, что толщина активного слоя семян непостоянная и зависит от сил внутреннего трения между семенами и окружной скорости ребер катушки [5], и кроме того, при этом установлено, что активным слоем высевается 49…61% семян [6], следовательно, 39…51% семян должны высеваться желобками катушки высевающего аппарата, при этом известно, что регулировка объема семян, высеваемых желобками катушки, совместно с объемом семян активного слоя весьма затруднительна, что сказывается на точности установки на заданную норму высева всей сеялки, а также отдельными высевающими аппаратами, в результате чего ухудшается качество посева и снижается урожайность культуры. Исключение образования и отрицательного влияния активного слоя семян выполняется высевающим аппаратом, состоящим из катушки, донца и формирователя-направителя со щеткой, при этом улучшается равномерность распределения семян по площади рассева за счет высева семян высевающим аппаратом не пульсирующе-порционно, а плавным и непрерывным потоком (коэффициент вариации распределения семян по площади рассева предлагаемого высевающего аппарата - ν=38%, существующего - ν=65…70%), при этом строго обеспечивается установленная норма высева семян, снижается травмирование и расход семян на единицу площади посева. Все это улучшает качество посева, что приводит к повышению урожайности и снижению себестоимости продукции.
Указанный технический результат достигается за счет применения высевающего аппарата, включающего корпус, катушку в виде цилиндра с желобками на его поверхности и клапан, отличающегося тем, что катушка выполнена с увеличенным объемом желобков, из износостойкой пластмассы с антифрикционными свойствами, а на клапан посредством опор жестко установлено донце, выполненное в виде части боковой поверхности цилиндра с передней и задней кромками и с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки, причем донце имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом больше радиуса катушки, а передняя кромка донца отклонена по ходу вращения катушки на угол 40…45 градусов вниз от горизонтальной плоскости симметрии катушки и расположена в третьем квадранте параллельно оси симметрии катушки, при этом задняя кромка донца выполнена со скосом для сброса семян, расположена в четвертом квадранте и отклонена по ходу вращения катушки на угол 54…58 градусов вправо от вертикальной плоскости симметрии катушки, кроме того, в корпусе высевающего аппарата жестко установлен с примыканием к передней кромке донца формирователь-направитель, выполненный в виде части боковой поверхности цилиндра с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки, причем формирователь-направитель имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом, равным радиусу внутренней полированной поверхности донца, а свободная верхняя часть формирователя-направителя расположена во втором квадранте параллельно оси симметрии катушки, отклонена по ходу вращения катушки на угол 47…53 градусов влево от вертикальной плоскости симметрии катушки и к ней прикреплена щетка, ворс которой расположен на окружности с радиусом, меньшим радиуса катушки, при этом зазоры между катушкой, донцем и формирователем-направителем равны и меньше средней минимальной толщины семян сельскохозяйственных культур.
Описание чертежей
На фиг. 1 изображена схема высевающего аппарата.
На фиг. 2 изображена схема высевающего аппарата.
На фиг. 3 изображена схема крепления донца на клапан.
На фиг. 4 изображена схема высевающего аппарата (донце открыто).
Ф
Д
B
K
Высевающий аппарат (фиг. 1, фиг. 2) включает корпус 1, катушку 2 в виде цилиндра с желобками на его поверхности, выполненную с увеличенным объемом желобков, из износостойкой пластмассы с антифрикционными свойствами, а на клапан 3 посредством опор 4 жестко установлено донце 5, выполненное в виде части боковой поверхности цилиндра с передней А и задней Б кромками и с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки 2, причем донце 5 имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом больше радиуса катушки 2, а передняя А кромка донца 5 отклонена по ходу вращения катушки 2 на угол α, равный 40…45 градусов, вниз от горизонтальной плоскости симметрии катушки 2 и расположена в третьем квадранте параллельно оси симметрии катушки 2, при этом задняя Б кромка донца 5 выполнена со скосом 6 для сброса семян, расположена в четвертом квадранте и отклонена по ходу вращения катушки 2 на угол β, равный 54…58 градусов, вправо от вертикальной плоскости симметрии катушки 2, кроме того, в корпусе 1 высевающего аппарата жестко установлен с примыканием к передней А кромке донца 5 формирователь-направитель 7, выполненный в виде части боковой поверхности цилиндра с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки 2, причем формирователь-направитель 7 имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом R, равным радиусу R внутренней полированной поверхности донца 5, а свободная верхняя часть формирователя-направителя 7 расположена во втором квадрате параллельно оси симметрии катушки 2, отклонена по ходу вращения катушки 2 на угол φ, равный 47…53 градусов, влево от вертикальной плоскости симметрии катушки 2 и к ней прикреплена щетка 8, ворс 9 которой расположен на окружности с радиусом R, меньшим радиуса R катушки 2, при этом зазоры между катушкой 2, донцем 5 и формирователем-направителем 7 равны и меньше средней минимальной толщины семян сельскохозяйственных культур.
Катушечный высевающий аппарат работает следующим образом.
При работе высевающего аппарата семена западают в желобки катушки 2, выполненной в виде цилиндра с желобками на его поверхности с увеличенным объемом желобков, из износостойкой пластмассы с антифрикционными свойствами, с целью обеспечения неразрывного технологического процесса высева семян различных культур плавным без пульсации потоком и равномерным по площади рассева при минимальных оборотах и максимальной длине катушки 2 (фиг. 1, фиг. 2).
Семена, запавшие в желобки катушки 2, подаются к жестко установленному в корпусе 1 высевающего аппарата с примыканием к передней А кромке донца 5 формирователю-направителю 7, выполненному в виде части боковой поверхности цилиндра с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки 2, причем формирователь-направитель 7 имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом, равным радиусу внутренней полированной поверхности донца 5.
Для лучшего заполнения желобков семенами свободная верхняя часть формирователя-направителя 7 расположена во втором квадранте параллельно оси симметрии катушки 2 и отклонена по ходу вращения катушки 2 на угол φ, равный 47…53 градусов, влево от вертикальной плоскости симметрии катушки 2.
В
K
С целью исключения травмирования семян на входе в формирователь-направитель 7, желобки катушки 2 с семенами встречаются со щеткой 8, закрепленной к свободной верхней части формирователя-направителя 7. При этом ворс 9 щетки 8 расположен на окружности с радиусом R, меньшим радиуса R катушки 2, и скользит по поверхности катушки 2, при этом счищает лишние семена с катушки 2, обеспечивая одинаковый объем семян в желобках катушки 2 и предотвращая попадание семян в зазор между ребрами катушки 2 и внутренней полированной поверхностью формирователя-направителя 7.
Ф
K
Далее семена в желобках катушки 2 входят в зону формирователя-направителя 7, в зоне формирователя-направителя 7 исключается образование неустойчивого по толщине и объему активного слоя семян, так как семена при вращении катушки 2 находятся только в желобках катушки 2 и ограничиваются внутренней полированной поверхностью формирователя-направителя 7, при этом в зоне формирователя-направителя 7 семена не просыпаются и не травмируются, так как радиус R внутренней полированной поверхности формирователя-направителя 7 больше радиуса R катушки 2, при этом зазоры между катушкой 2, донцем 5 и формирователем-направителем 7 равны и меньше средней минимальной толщины семян сельскохозяйственных культур.
Д
K
После формирования потока семян в формирователе-направителе 7 семена в желобках катушки 2 направляются в зону донца 5, установленного жестко на клапан 3 посредством опор 4 и выполненного в виде части боковой поверхности цилиндра с передней А и задней Б кромками, с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки 2, причем донце 5 имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом R больше радиуса R катушки 2, а передняя А кромка донца 5 отклонена по ходу вращения катушки 2 на угол 40…45 градусов вниз от горизонтальной плоскости симметрии катушки и расположена в третьем квадранте параллельно оси симметрии катушки.
В зоне донца 5, при вращении катушки 2 с семенами в желобках, также исключается образование активного слоя семян, так как семена находятся только в желобках катушки 2 и ограничены внутренней полированной поверхностью донца 5.
Для равномерного распределения семян по площади рассева во время работы, задняя кромка Б донца 5 выполнена со скосом 6 для сброса семян, расположена в четвертом квадранте и отклонена по ходу вращения катушки 2 на угол β, равный 54…58 градусов, вправо от вертикальной плоскости симметрии катушки 2. В конце донца 5 сформированный в желобках катушки 2 высевающего аппарата поток семян с заданными параметрами и в соответствии с агротехническими требованиями и при этом без активного слоя семян сходит с задней кромки Б донца 5, выполненной со скосом 6 (фиг. 3) для сброса семян, из высевающего аппарата равномерным, плавным, без пульсации потоком (фиг. 1, фиг. 2).
Для освобождения семенного ящика от семян, передняя кромка А донца 5 расположена в третьем квадранте, параллельно оси симметрии катушки 2 и отклонена по ходу вращения катушки 2 на угол α, равный 40…45 градусов, вниз от горизонтальной плоскости симметрии катушки 2, что позволяет отклонять клапан 3 с донцем 5 от катушки 2 (фиг. 4), при этом образуется проходное отверстие для истечения семян между катушкой 2 и донцем 5.
Таким образом, исключение образования неустойчивого по толщине и объему активного слоя семян при работе высевающего аппарата обеспечивает равномерное распределение семян по площади рассева, строгое выполнение установленной нормы высева семян, снижение травмирования и расхода семян на единицу площади посева. Все это улучшает качество посева, что приводит к повышению урожайности и снижению себестоимости продукции.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР №1277918, А01С 7/12, Бюл. №47 от 23.12.1986 г. (аналог).
2. Авторское свидетельство СССР №1575987, А01С 7/12, Бюл. №25 от 07.07.1990 г. (аналог).
3. Авторское свидетельство СССР №743616, А01С 7/12, Бюл. №24 от 30.06.1980 г. (аналог).
4. Авторское свидетельство СССР №1496671, А01С 7/12, 07/16, Бюл. №28 от 30.07.1989 г. (прототип).
5. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: Колос, 1994, с.203.
6. Семенов А.Н. Методы технологического расчета рабочих органов зерновых сеялок в связи с закономерностями зернового потока //Труды/Кишиневский СХИ. 1966. Том 40. с.13-15.