СОШНИК СТЕРНЕВОЙ СЕЯЛКИ
STUBBLE SEEDER COLTER

Изобретение относиться к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к сошникам стерневых сеялок, и может быть использовано для посева сельскохозяйственных культур.
Известен сошник (патент РФ №2021657, А 01 С 7/20 от 30.10.94), состоящий из вертикального дискового ножа, семяпровода, стойки с лобовой поверхностью в виде клина, огибающего диск, стрельчатой лапы, вилки крепления диска, пружины. Дисковый нож выполнен подпружиненным в направлении сопряжения диска и огибающей стойки. Это достигается установкой гофрированного диска на оси, плавающей в наклонных пазах жесткой вилки. Пазы имеют криволинейный профиль в виде дуги окружности.
К недостаткам данного сошника можно отнести: 1) несоответствие заданным агротехническим требованиям по глубине заделки семян, за счет того что при работе подпружиненный дисковый гофрированный нож образует щель, в которую забивает растительные остатки и колеблется в вертикальной плоскости, соответственно передавая колебания на весь сошник, также при движении на дисковый нож с тупым углом вхождения действует выталкивающая сила из почвы; 2) при работе на влажных почвах, содержащих включения в виде камней и большого количества растительных остатков, будет происходить забивание дискового ножа и пространства между диском и сошником, несмотря на то что дисковый нож выполнен гофрированным, все это приведет к неустойчивой работе сошника по глубине и увеличению тягового сопротивления; сложности в изготовлении и эксплуатации сошника. В общем, применение данной конструкции сошника окажет влияние на снижение урожайности сельскохозяйственных культур.
Известен рабочий орган сеялки зернотуковой стерневой (патент РФ №2218697, А 01 С 7/20 от 20.12.03), состоящий из основной стойки клиновидной и обтекаемой по направлению движения формы, к нижней части которой прикреплен рыхлитель, имеющий форму стреловидного клина, полого трубчатого зернового сошника, который с помощью кронштейна и оси шарнирно закреплен на основной стойке, а с помощью вилки 6 через ось и кронштейн подпружинен к основной стойке. Рыхлитель установлен на основной стойке таким образом, что плоскость его подошвы составляет с горизонтальной плоскостью небольшой угол. На подошве рыхлителя закреплен сменный нож стреловидной формы. К задней стенке стойки закреплена труба для присоединения тукопровода. В нижней части зернового сошника имеется клиновидный наконечник, сопряженный с трубчатой стойкой сошника, состоящий из дна и крышки, имеющих полуворонкообразную форму разного радиуса и образующих щелевидную полость. Внутри наконечника, по центру его установлен распределитель семян в форме двугранного клина, обращенного вершиной вверх, с рабочими гранями в виде скатных поверхностей. К недостаткам данного сошника можно отнести: 1) недостаточное очищение стреловидного клина от почвы и растительных остатков; 2) образование ядра уплотнения почвы на носке стреловидного клина, что отрицательно сказывается на устойчивости движения сошника по глубине, а это приведет к снижению урожайности и качеству семян сельскохозяйственных культур; 3) сложность конструкции в изготовлении и эксплуатации.
Известен сошник сеялки культиватора для широкополосного посева (патент РФ №2233063, А 01 С 7/20 от 27.07.04), состоящий из семяпровода, стойки, культиваторной лапы, вертикального ножа с тупым углом вхождения, киля, разбрасывателя семян и распределителя семян. К недостаткам данного сошника можно отнести: 1) постоянное выглубление из почвы вертикального ножа с тупым углом вхождения, который увлекает за собой сошник, что ведет к постоянному изменению глубины заделки семян, кроме того, это приводит к высеву семян на поверхность почвы; 2) сложность конструкции в изготовлении и эксплуатации. Все это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Из более близких по технической сущности является комбинированный сошник (патент РФ №2219696, А 01 С 7/20 от 27.12.03), состоящий из стойки, имеющей форму рыхлительного зуба, семятукопровода, стрельчатой лапы, закрепленной к задней стороне стойки таким образом, чтобы нижний обрез стойки находился в плоскости резания стрельчатой лапы.
Сошник стерневой сеялки работает следующим образом. При заглублении сошника в почву, благодаря тому что стрельчатая лапа крепится к задней стороне стойки, нижняя часть стойки выполняет функцию почвенного ножа, разрезая стерневой пласт и образуя щель, по которой движется стрельчатая лапа с семятукопроводом. Стрельчатая лапа подрезает пласт стерни и сорняки в горизонтальной плоскости, производя рыхление почвы и уничтожение сорняков. Семена и минеральные удобрения подаются через семятукопровод под стрельчатую лапу и распределяются под пластом стерни. Благодаря тому что нижний обрез стойки находится в плоскости резания стрельчатой лапы, семенное ложе остается плотным по всей ширине захвата сошника, благоприятствуя лучшему прорастанию семян. Так как стойка сошника выполнена в форме рыхлительного зуба культиватора, то попадающие на нее почва и остатки растений не налипают, а поднимаются вверх по стойке сошника и под действием силы тяжести падают на почву.
К недостаткам данного комбинированного сошника можно отнести:
1) залипание сошника почвой, из-за образования ядра уплотнения почвы на носке рыхлительного зуба, который при увеличении размеров переходит на крылья стрельчатой лапы, вследствие чего сошник теряет устойчивость хода по глубине, при этом ухудшается качество распределения семян по глубине и повышается тяговое сопротивление; 2) невозможность осуществления подпочвенно-разбросного посева из-за отсутствия распределителя семян; 3) неудовлетворительное заглубление сошника на уплотненных почвах и неустойчивый ход сошника по глубине из-за того, что заточка рыхлительного зуба выполнена верхней и с большим углом крошения; 4) недостаточный сход пожнивных остатков и сорняков с рыхлительного зуба; 5) низкую ремонтопригодность сошника. Все перечисленные недостатки сказываются на снижении урожайности сельскохозяйственных культур.
Заявленное изобретение направлено на устранение вышеотмеченных недостатков, и при его использовании получен следующий результат: отсутствие образования ядра уплотнения на носке стрельчатой лапы сошника; снижение тягового сопротивления сошника; лучший сход растительных остатков с рыхлительного зуба и кронштейна; уменьшение забивания рыхлительного зуба и стрельчатой лапы на влажных, тяжелых, содержащих большое количество растительных остатков и засоренных камнями почвах. За счет перечисленных показателей работы сошника повысится равномерность заделки семян сошником по глубине и ширине рассева, что приведет к повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
1
1
2
2
Указанный технический результат достигается за счет применения заявленного сошника, включающего стойку с рыхлительным зубом, семятукопровод и стрельчатую лапу, причем рыхлительный зуб закреплен впереди носка стрельчатой лапы сошника с помощью кронштейна, установленного на стойке сошника, при этом стрельчатая лапа сошника крепится к основанию стойки сошника; сечение продольно-вертикальной плоскостью передней рабочей грани кронштейна, установленного на стойке сошника, представляет собой арктангенсальную кривую, заданную формулой y=arctgх/2; рыхлительный зуб закреплен к передней части кронштейна на участке возрастания функции арктангесальной кривой y=arctgx/2, при этом точка крепления рыхлительного зуба на арктангенсальной кривой совпадает с точкой пересечения касательной проведенной к арктангесальной кривой y=arctgx/2 под углом 25° к горизонтали, причем касательная совпадает с передней рабочей гранью рыхлительного зуба; вертикальная проекция рыхлительного зуба на стойку сошника больше глубины заделки семян; ширина δ рыхлительного зуба составляет не менее / диаметра ядра уплотнения почвы на носке стрельчатой лапы сошника; высота установки кронштейна на стойке сошника составляет Н/2 высоты семятукопровода сошника; заточка лезвия рыхлительного зуба выполнена нижней, при этом угол заострения лезвия i=15°, задний угол резания ε=10° и угол крошения β=25°; передние рабочие грани кронштейна и рыхлительного зуба в поперечном сечении выполнены с радиусом скругления, равным отношению / ширины δ рыхлительного зуба к синусу угла трения (sinφ) почвы по передним рабочим граням кронштейна и рыхлительного зуба (R=δ/2sinφ); расстояние l от носка стрельчатой лапы сошника до носка рыхлительного зуба равно произведению глубины h хода стрельчатой лапы сошника на тангенс угла трения (tgφ) почвы по передним рабочим граням кронштейна и рыхлительного зуба (l=htgφ)
Чертежи.
На фиг.1 изображена схема сошника.
На фиг.2 изображен график функции арктангенсальной кривой y=arctg х/2.
На фиг.3 изображена схема крепления рыхлительного зуба на кронштейне, установленном на стойке сошника.
1
1
2
2
Сошник стерневой сеялки содержит стойку 3 с рыхлительным зубом 1, семятукопровод 4 и стрельчатую лапу 8. Рыхлительный зуб 1 закреплен впереди носка стрельчатой лапы 8 сошника с помощью кронштейна 2, установленного на стойке 3 сошника, причем плоскости резания рыхлительного зуба 1 и стрельчатой лапы 8 совпадают, при этом стрельчатая лапа 8 сошника крепится к основанию стойки 3 сошника посредством болта 6 и пятки 7, в задней части которой закреплен рассекатель 5. Сечение продольно-вертикальной плоскостью передней рабочей грани кронштейна 2, установленного на стойке 3 сошника, представляет собой арктангенсальную кривую, заданную формулой y=arctgх/2. Рыхлительный зуб 1 закреплен к передней части кронштейна 2 на участке возрастания функции арктангенсальной кривой y=arctgx/2, при этом точка А крепления рыхлительного зуба 1 на арктангенсальной кривой совпадает с точкой пересечения касательной, проведенной к арктангенсальной кривой y=arctgx/2 под углом 25° к горизонтали, причем касательная совпадает с передней рабочей гранью рыхлительного зуба 1. Вертикальная проекция рыхлительного зуба 1 на стойку сошника 3 больше на 20% глубины заделки семян. Ширина δ рыхлительного зуба 1 составляет не менее / диаметра ядра уплотнения почвы на носке стрельчатой лапы сошника 8. Высота установки кронштейна 2 на стойке сошника 3 составляет Н/2 высоты семятукопровода сошника 4. Заточка лезвия рыхлительного зуба 1 выполнена нижней, при этом угол заострения лезвия i=15°, задний угол резания ε=10° и угол крошения β=25°. Передние рабочие грани кронштейна 2 и рыхлительного зуба 1 в поперечном сечении выполнены с радиусом скругления R, равным отношению / ширины δ рыхлительного зуба 1 к синусу угла трения (sinφ) почвы по передним рабочим граням кронштейна 2 и рыхлительного зуба 1 (R=δ/2sinφ). Расстояние l от носка стрельчатой лапы сошника 8 до носка рыхлительного зуба 1 равно произведению глубины h хода стрельчатой лапы сошника на тангенс угла трения (tgφ) почвы по передним рабочим граням кронштейна 2 и рыхлительного зуба 1 (l=htgφ) и обусловлено зоной деформации.
1
1
2
2
Сошник стерневой сеялки работает следующим образом: при движении сошника стерневой сеялки рыхлительный зуб 1 заходит в стерневой слой почвы, разрезает его, образуя щель, и рыхлит почву, причем во время движения постоянно происходит процесс формирования ядра уплотнения почвы на носке рыхлительного зуба 1, но ядро уплотнения почвы на носке стрельчатой лапы сошника не получает своего развития и постоянно разрушается, благодаря тому что ширина δ рыхлительного зуба составляет не менее / диаметра ядра уплотнения почвы, в силу чего создаются более лучшие условия для хода стрельчатой лапы 8, потому что исключается образование ядра уплотнения почвы на носке стрельчатой лапы 8 сошника, что придает устойчивость ходу сошника по глубине, при этом по передней рабочей грани рыхлительного зуба 1, вертикальная проекция которого на стойку сошника больше на 20% глубины заделки семян, почва и растительные остатки приподнимаются и, продолжая скользить по поверхности рыхлительного зуба 1, плавно переходят на переднюю рабочую грань кронштейна 2, благодаря тому что рыхлительный зуб закреплен к передней части кронштейна на участке возрастания функции арктангесальной кривой y=arctgx/2, при этом точка крепления рыхлительного зуба на арктангенсальной кривой совпадает с точкой пересечения касательной, проведенной к арктангесальной кривой y=arctgx/2 под углом 25° к горизонтали, причем касательная совпадает с передней рабочей гранью рыхлительного зуба, и постепенно падают на поверхность поля, причем этот процесс протекает более эффективно, благодаря тому что передние рабочие грани рыхлительного зуба 1 и кронштейна 2 выполнены с радиусом скругления R, равным отношению / ширины δ рыхлительного зуба к синусу угла трения (sinφ) почвы по передним рабочим граням кронштейна и рыхлительного зуба (R=δ/2sinφ), что исключает возможность забивания сошника. Движущаяся за рыхлительным зубом 1 стрельчатая лапа 8 сошника, на расстояние l, от носка стрельчатой лапы сошника до носка рыхлительного зуба, равное произведению глубины h хода стрельчатой лапы сошника на тангенс угла трения (tgφ) почвы по передним рабочим граням кронштейна и рыхлительного зуба (l=htgφ), подрезает стерню и сорняки в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью резания рыхлительного зуба 1, производя рыхление почвы и уничтожение сорняков, при этом пятка 7 выравнивает дно борозды, образуя ровное, уплотненное ложе для семян, при этом семена, двигаясь по семятукопроводу 4, попадают на рассекатель семян 5 и равномерно распределяются по площади рассева, при этом создаются лучшие условия для прорастания семян и развития растений, что приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.
Таким образом, заявленный сошник стерневой сеялки обеспечивает устойчивое движение по глубине, снижение тягового сопротивления и улучшение равномерности распределение семян по глубине и площади рассева, что приведет к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.