Сеялка-культиватор точного высева
PRECISION SOWING MACHINE-CULTIVATOR FOR PRECISION SOWING

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим высевающим агрегатам с рабочими органами, предназначенными для точного высева семян по стерневому фону земли и выравнивания поверхности поля с уплотнением почвы.
Обработка почвы путем вспахивания и рыхления порой создает значительные трудности по сохранению влаги в почве и по предотвращению воздействия на растения высокой температуры почвы в теплые солнечные дни лета. Достаточно ознакомиться с примером высокой температуры почвы, приведенным на краевом семинаре фермеров Алтайского края в 2006 году, который показывает, что температура на поверхности земли была 84 градуса по Цельсию. При такой и даже несколько ниже температуре почвы развитие растений невозможно. При этом сотни кубометров воды испаряются с поверхности почвы на площади в 1 га, после чего влаги не хватает при дальнейшем росте культур и созревании зерна.
Известен высевающий аппарат с увлажнителем см. патент РФ на полезную модель №74031 М. кл. А01С 7/20. Высевающий аппарат с увлажнителем, состоящий из водяного и воздушного шлангов, аппарата, в котором семена находятся в кипящей «водно-воздушной среде», расходных отверстий, высеивающих семяпроводов, кранов подачи и регулировки воды и воздуха, поплавка регулировки уровня раствора, шарнирно соединенного с водяным краном, мелкой сетки, расположенной на дне аппарата, крышки аппарата.
К недостаткам известного высевающего аппарата можно отнести неравномерность посева семян вследствие их залипания на стенках семяпроводов и непредсказуемого выброса семян при подаче сжатого воздуха. Подаваемая при посеве семян влага не дает существенного результата при дальнейшем росте растений. Не нормируемый по количеству высев семян на единицу площади приводит к загущению посевов и постепенному их увяданию.
Известна более совершенная сеялка па патенту №2701105 - прототип. Сеялка свекловичная точного высевания для проведения экологической чистой технологии, характеризующаяся тем, что включает раму на колесах с закрепленными на ней посевными секциями, каждая из которых содержит стрельчатую лапу для создания ложа для семян, лотки для направления туалетной бумаги, один конец рулона которой прижат к ободу высевающего колеса пластиной, семенной ящик- бункер, заделывающие бумагу почвой односторонние лапы, выравниватель почвы и прикатывающий каток, при этом высевающее колесо каждой секции снабжено направляющим колесом, установленным с ним на одной оси, и заделывающими аппаратами, которые установлены внутри высевающего колеса и соединены с его ободом, причем каждый из заделывающих аппаратов имеет подпружиненный шток с упором и шариком, расположенным на конце штока, и пневматическую ячейку наружного заполнения для всасывания семян из семенного ящика, при этом шарики заделывающих устройств установлены с возможностью движения по внешней поверхности направляющего колеса, имеющей фигурное снижение для выталкивания семян из ячеек заделывающих аппаратов штоком, пробивающим бумагу и заделывающим семена в почву.
К недостаткам известной сеялки - прототипа можно отнести низкие технологические возможности, включающие низкую надежность работы сеялки, связанную с возможным обрывом ленты туалетной бумаги и последующей остановкой работы, а также нестабильность всасывания заданного количества семян из семенного ящика для высева. К тому же известная сеялка не обеспечивает одинаковой глубины высева семян, в том числе при неровностях почвы и не обеспечивает сохранность влаги в почве и необходимую ее температуру.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности расширение технологических возможностей сеялки и повышение надежности ее работы при равномерном сохранении глубины посева семян.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом признаков включающих посевные секции, со стрельчатыми лапами сошников, семенной бункер с семяпроводами, опорные колеса, прикатывающие задние колеса катков и цепной привод высевающего аппарата, связанного семяпроводами со стрельчатыми лапами сошников и новых признаков, заключающихся в том, что сеялка-культиватор дополнительно снабжена установленным на раме бункером для удобрений, связанным при помощи дозирующего механизма и семяпроводов с рядами сошников, смонтированными между опорными колесами и прикатывающими колесами катков, рама сеялки-культиватора выполнена в виде центральной балки с шарнирно связанными с ней правыми и левыми отводами, на передних отводах которой смонтированы левый и правый опорные колеса, а на задних отводах смонтированы пары прикатывающих катков, опорные колеса и колеса прикатывающих катков связаны с отводами рамы при помощи гидравлических цилиндров двухстороннего действия, причем колеса каждой пары прикатывающих катков смонтированы на разных осях, которые смещены друг относительно друга в горизонтальной плоскости на 0,6-1,0 диаметра колеса.
Опорные колеса левой и правой сторон могут быть выполнены как одинарными, так и сдвоенными, смонтированными на одной общей оси.
Оси каждой пары прикатывающих катков смонтированы при помощи межосевых балок, смонтированных на отводах и кинематически связанных с гидравлическим цилиндром двухстороннего действия.
Шарнирно смонтированные на центральной балке отводы передних опорных колес выполнены под углом  к центральной балке равным 65-90 градусов.
Стрельчатые сошники выполнены с образованием угла расхождения лап равного 28-48 градусов.
Отводы рамы выполнены в виде пустотелых четырехгранных балок.
Стрельчатые лапы второго ряда сошников выполнены с перекрытием ширины обработки почвы лапами первого ряда сошников на 2-15% ширины обработки.
Гидравлические цилиндры опорных и прикатывающих колес при помощи трубопроводов связаны с гидравлической системой транспортного средства перемещающего сеялку.
Новизной предлагаемой сеялки является наличие дополнительно установленного на раме бункера для удобрений, связанного при помощи дозирующего механизма и трубчатых семяпроводов с рядами сошников, смонтированными между опорными колесами и прикатывающими колесами катков, выполнение рамы сеялки-культиватора в виде центральной балки с шарнирно связанными с ней правыми и левыми отводами, монтаж на передних отводах левого и правого опорных колес, а на задних отводах монтаж пар прикатывающих катков, взаимосвязь опорных колес и колес прикатывающих катков, связанных с отводами рамы при помощи гидравлических цилиндров двухстороннего действия и монтаж колес каждой пары прикатывающих катков на разных осях, которые смещены друг относительно друга в горизонтальной плоскости на 0,6-1,0 диаметра колеса.
Так, наличие дополнительно установленного на раме бункера для удобрений, связанного при помощи дозирующего механизма и трубчатых семяпроводов с рядами стрельчатых сошников, смонтированными между опорными колесами и прикатывающими колесами катков - позволяет одновременно с высевом семян выполнить стартовое внесение в почву к месту непосредственного расположения семян заданного количества минеральных удобрений, что значительно расширяет технологические возможности сеялки-культиватора.
Выполнение рамы сеялки-культиватора в виде центральной балки с шарнирно связанными с ней правыми и левыми отводами, монтаж на передних отводах левого и правого опорных колес, а на задних отводах монтаж пар прикатывающих катков, взаимосвязь опорных колес и колес прикатывающих катков, связанных с отводами рамы при помощи гидравлических цилиндров двухстороннего действия - обеспечивает равномерное заглубление в почву стрельчатых лап сошников и соответственно обеспечивает посев семян на одинаковую глубину по всей площади почвы. Так, при наезде переднего, например, левого колеса на бугорок, отвод колеса, закрепленный на центральной балке шарнирно и колесо частично приподнимаются, воздействуя на гидравлическую жидкость цилиндра, а рама сеялки и ее центральная балка остаются в прежнем горизонтальном положении. При съезде с препятствия - бугорка, колесо и отвод медленно опускаются вниз, не изменяя горизонтального положения рамы сеялки и соответственно не изменяя глубины заделки высеваемых семян. При сохранении уровня подрезания стерни снижаются нагрузки, возникающие при наезде на препятствия и при обработке почв с различной плотностью, что повышает надежность работы сеялки-культиватора.
Монтаж колес каждой пары прикатывающих катков на разных осях, которые смещены друг относительно друга в горизонтальной плоскости на 0,6-1,0 диаметра колеса - позволяет вплотную друг к другу расположить прикатывающие колеса и тем самым обеспечить более тщательное и качественное уплотнение почвы при ее прикатывании колесами катков с обеспечением охвата почвой каждого зернышка.
Признаки выполнения опорных колес левой и правой сторон одинарными или сдвоенными, смонтированными на одной общей оси, монтаж оси каждой пары прикатывающих катков при межосевых балок, смонтированных на отводах и кинематически связанных с гидравлическим цилиндром двухстороннего действия, монтаж шарнирно закрепленных на центральной балке отводов передних опорных колес выполненных под углом  к центральной балке равным 65-90 градусов, выполнение сошников стрельчатыми с образованием угла расхождения лап равного 28-48 градусов, выполнение отводов рамы в виде пустотелых четырехгранных балок, перекрывание стрельчатыми лапами второго ряда сошников ширину обработки почвы лапами первого ряда сошников на 2,0-15% ширины обработки и связь гидравлических цилиндров опорных и прикатывающих колес при помощи трубопроводов с гидравлической системой транспортного средства перемещающего сеялку - являются признаками дополнительными, направленными на пояснение выполнения основных признаков и способствуют достижению поставленного предполагаемым изобретением технического результата.
Так, монтаж шарнирно закрепленных на центральной балке отводов передних опорных колес выполненных под углом к центральной балке равным 65-90 градусов снижает воздействие сил сопротивления при подрезании почвы и при наезде передних колес на препятствия, что способствует увеличению длительность безремонтной работы сеялки и ее надежности.
Связь опорных передних и пар задних прикатывающих колес с шарнирно закрепленными на центральной балке отводами при помощи гидравлических цилиндров двухстороннего действия позволяет при наезде колеса на возвышение или углубление плавно приподнять (опустить) колесо и также плавно его опустить (приподнять), без рывков и ударов, что также способствует повышению надежности работы сеялки.
Проведенный в процессе подготовки материалов патентно-информационный поиск, сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемого изобретения в патентной и научно-технической литературе - не выявил, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.
Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий технический результат, то предлагаемые существенные признаки можно признать соответствующими критерию - изобретательский уровень.
Описание осуществления предлагаемого устройства и проведенные опытные работы позволяют отнести предложенное устройство к промышленно выполнимым.
На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая сеялка-культиватор точного высева - вид сбоку.
На фиг. 2 представлена сеялка вид сверху.
На фиг. 3 схематично показано соединение осей прикатывающих колес при помощи межосевой балки, кинематически соединенной с гидравлическим цилиндром и показаны дозирующий удобрения и высевающий аппараты, связанные цепной передачей.
На фиг. 4 показано шарнирное соединение отводов сеялки с основной балкой рамы, на которых закреплены колеса.
На фиг. 5 схематично представлено по одному сошнику каждого ряда со стрельчатыми лапами, расположенными под углом «γ» в 28-48 градусов и расположение семян в почве. При этом лапа второго сошника перекрывает часть полосы обработанной почвы на величину «l».
На фиг. 6 показан сошник со стрельчатыми лапами с семяпроводами, а) - вид сзади, б) - вид сбоку.
На фиг. 7 схематично показан высевающий аппарат вид сверху и шестерня механизма дозирующего семена.
На фиг. 8 показан высевающий аппарат вид сбоку в сечении А-А фиг. 7.
На фиг. 9 показан дозирующий удобрения аппарат, а) - вид сверху, б) - вид в сечении по А-А на фиг. 9а.
На фиг. 10 показан вид сверху высевающего семена аппарата и дозирующего удобрения механизма. На высевающем аппарате и дозирующем механизме размещены катушки по количеству сошников.
На фиг. 11 показан вид В-В на фиг. 10
Предлагаемая сеялка-культиватор состоит из рамы с центральной балкой 1 и передними 2 и задними 3 отводами, соединенными с центральной балкой 1 шарнирно. Отводы 2, на которых закреплены передние опорные колеса 4 могут быть выполнены под углом «α» к центральной балке равным 65-90 градусов. Задние пары прикатывающих колес 5 смонтированы на задних 3 отводах при помощи межосевых балок 6 на разных осях со смещением на 0,6-1,0 диаметра колеса относительно друг друга в горизонтальной плоскости. На раме смонтирован бункер 7 для семян и бункер 8 для удобрений, связанных со стрельчатыми лапами 9 сошников 10 при помощи семяпроводов 11. Лапы 9 сошников 10 выполнены с образованием угла расхождения «γ» равного 28-48 градусов. Лапы 9 сошников 10 смонтированы на раме таким образом, чтобы обработанную по ширине полосу почвы лапами переднего ряда сошников, лапы заднего ряда сошников перекрывали на величину «l» (см. фиг. 5) равную 2-15 процентов ширины обработки почвы одним сошником, не оставляя необработанных полос между сошниками на всю ширину обработки почвы сеялкой-культиватором. Отводы 2 и 3 рамы выполнены в виде пустотелых четырехгранных балок. Передние колеса 4 могут быть как одинарными, так и сдвоенными, связанными с отводами при помощи гидравлических цилиндров 13 двухстороннего действия, которые при помощи трубопроводов связаны с гидравлической системой транспортного средства перемещающего сеялку. Задние колеса смонтированы попарно и кинематически связаны с отводами при помощи гидравлических цилиндров 13 с межосевой балкой 6. Под бункерами 7 и 8 смонтированы высевающий аппарат 14 дозированной подачи семян и дозирующий 15 механизм подачи удобрений. Высевающий аппарат 14 выполнен в виде вала 16 с несколькими высевающими и дозирующими по количеству сошников катушками 17, смонтированными в корпусах катушек см. фиг. 8, фиг. 9б, фиг. 11 (на фиг. 7 показана одна высевающая, смещаемая на расстояние между гнездами при настройке по валу 16 катушка 17). Катушки высевающего аппарата 14 и дозирующего 15 механизма связаны при помощи зубчатых шестерен 18, цепи 19 с шестерней 20 задних сдвоенных прикатывающих колес 5. Каждая катушка 17 высевающего аппарата и дозирующего механизма выполнена с гнездами 21. Гнезда 21 высевающего аппарата выполнены на катушках группами по три гнезда для семян различных культур по крупности, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Гнезда для удобрений также выполнены группами по три и обеспечивают подачу удобрений при одновременном смещении высевающих и дозирующих семена катушек. Семена и удобрения подаются в семяпровод при помощи высевающего аппарата 14 и дозирующего механизма 15. Распределители-лотки 22 выполнены таким образом, чтобы семена с удобрениями подавались в почву в три ряда (каждый лоток на свой ряд) в шахматном порядке на равном расстоянии друг от друга по длине и ширине. Зоны 23 роста корней высеянных культур показаны на фиг. 5 при помощи окружностей. Нож 24 сошника в центральной части сошника обеспечивает продольное разрезание слоя почвы. Во время движения сеялки-культиватора отводы передних и задних колес при встрече с возвышениями или углублениями приподнимаются и опускаются на угол «β» равный 5-15 градусов.
Предлагаемая сеялка-культиватор точного высева работает следующим образом: Предварительно в бункеры 7 и 8 загружают необходимые для посева семена и удобрения. К гидравлической системе транспортного средства подключают гидравлическую систему сеялки - культиватора с гидравлическими цилиндрами 13.
При начале движения транспортного средства, перемещающего сеялку-культиватор, оба ряда лап стрельчатых 9 сошников 10 врезаются в землю на заданную передними опорными колесами 4 глубину. При движении сеялки, задние колеса 5 катка, при помощи цепи 19, передают вращательное движение валам 16 с катушками 17, в гнезда 21 которых во время вращения попадает по одному зерну, которые через 180 градусов, проходя через семяпроводы 11 и распределители семян 22 подают под лапу сошника в три ряда в шахматном порядке с заданным расстоянием друг от друга, например, с расстоянием в 8-10 сантиметров, что способствует повышению технологических возможностей сеялки. Одновременно при помощи дозирующего механизма в семяпроводы 11 сошников подается удобрение.
Во время движения сеялки-культиватора одновременно осуществляется разрезание почвы ножом 24 сошника и подрезание корней сорняков и рыхление земли. Надрезанный слой земли с остатками в нем растительности - стерня, остается после прохождения сеялки-культиватора в том положении, в каком она находилась первоначально (не переворачивается и не дробится на части). Сохраненная таким образом стерня в виде не разрушенного слоя, а также разбросанная по полю, измельченная солома и остатки не измельченной на поле соломы хорошо сохраняют влагу в почве, а в жару снижают температуру поверхности почвы. Высев семян, при помощи предложенной сеялки, позволяет получить дружные всходы, лучше сохранить влагу в почве и в конечном итоге получить более высокий урожай.
В зависимости от особенностей почвы по насыщенности влагой, ее плотности и др. опорные передние колеса левой и правой сторон могут быть выполнены как одинарными, так и сдвоенными, смонтированными попарно на одной общей оси. Оси каждой пары прикатывающих катков, смонтированные на межосевых балках 6, связанных с гидравлическим цилиндром 13 двухстороннего действия, оси которых смещены относительно друг друга на 0,6-1,0 диаметра колеса позволяют максимально приблизить друг к другу прикатывающие колеса 5 (крепление осей при помощи межосевых балок 6 при этом не мешает приближению колес) и тем самым обеспечить качественное уплотнение почвы и качественную заделку семян за счет почвы прикатанной стерни.
Шарнирно смонтированные на центральной балке отводы 2 передних опорных колес 4, выполненные под углом к центральной балке равным 65-90 градусов обеспечивают независимые от общей рамы сеялки-культиватора подъем и опускание колес при наезде на препятствие или углубление, не изменяя глубины заделки семя в почву. Выполнение стрельчатых сошников с образованием угла расхождения лап равного 28-48 градусов позволяет снизить сопротивление подрезанию стерни, сокращает износ лап сошников и тем самым способствует повышению надежности работы сеялки-культиватора. Выполнение отводов рамы в виде пустотелых четырехгранных балок позволяет облегчить конструкцию сеялки в целом с сохранением высоких прочностных характеристик. Корневая система развивающихся высаженных растений практически занимает всю площадь (зоны обозначены кругами - поз. 23) между растениями, что благоприятно сказывается на урожае и снижает возможности роста сорняков.
Монтаж оси каждой пары прикатывающих катков при помощи межосевых балок, смонтированных на отводах и кинематически связанных с гидравлическим цилиндром двухстороннего действия обеспечивают плотное прикатывание почвы после высева семян.
В настоящее время на предприятии на предлагаемую сеялку-культиватор разработана техническая документация и ведется подготовка производства. Предварительные расчеты и разработанная в соответствии с ними конструкция сеялки-культиватора позволяет надеяться на достижение поставленного технического результата и высокие экономические показатели.