ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ Российский патент 2000 года по МПК A01C7/04 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к высевающим аппаратам точного высева семян.

Известен высевающий аппарат, содержащий бункер для семян, высевающий диск с ячейками для семян, установленный в корпусе на горизонтальном валу, и ролик-отражатель, состоящий из ступицы, на которой смонтирован бандаж с отражательной поверхностью из упругого материала (см. а.с. 858605, МКИ A 01 C 7/04, 1979).

Конструктивные параметры высевающего аппарата, содержащего ролик-отражатель с известными конструктивными особенностями, обоснованы в диссертационной работе на соискание ученой степени кандидата технических наук (см. Кришталь Т. Е. Исследование высевающего аппарата свекловичной сеялки с целью повышения качества его работы при точном высеве обычных и дражированных семян. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1978).

Известный высевающий аппарат предназначен для высева дражированных семян сахарной свеклы. Основываясь на физико-механические свойства дражированных семян сахарной свеклы, обоснованы параметры ролика-отражателя, диаметр ролика-отражателя, упругость и материал бандажа с отражательной поверхностью и др.

Известные высевающие аппараты высевают также семена сои и других сельскохозяйственных пропашных культур (см. приспособление для высева семян сои СТЯ 31.000, ССШ 03.000 к свекловичным сеялкам типа 2СТСН-6А, ССТ-12А, ССТ-12Б, ССТ-12В, ССТ-8А, ССТ-8Б. Паспорт. Кировоград. 1983. 13 с.).

Недостатком известного высевающего аппарата является то, что различные семена требуют определенной жесткости бандажа ролика-отражателя; для легкоповреждаемых семян (дражированные семена сахарной свеклы, подсолнечника и др. ) она должна быть меньшей, чем для семян, имеющих оболочку повышенной твердости (кукуруза, соя, фасоль).

Следовательно, для предупреждения повреждения семян даже одного вида сельскохозяйственных культур, но разных физико-механических свойств, например размеров, необходимо применять отражатели с различной отражательной поверхностью, а это предполагает оснащение известного высевающего аппарата большим числом роликов-отражателей.

Кроме того, при увеличении скорости высевающего диска происходит затягивание семян под ролик-отражатель. При этом происходит прогиб отражающей поверхности ролика-отражателя, и семена повреждаются не столько отражающим устройством, сколько о корпус высевающего аппарата. Это ведет не только к повреждению семян, но и к уменьшению точности высева.

Также известен высевающий аппарат, содержащий бункер, установленный в корпусе на горизонтальном валу высевающий диск с ячейками и ролик-отражатель, состоящий из ступицы, на которой смонтирован бандаж с отражательной поверхностью из упругого материала, снабженный дополнительными пластинами, установленными на его торцовых поверхностях и имеющих рабочие поверхности в виде гипоциклоид. (См. решение ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретение N 5062941/15/032537, дата поступления заявки 6.7.1992).

У известного высевающего аппарата рабочие поверхности дополнительных пластин в виде гипоциклоид ограничивают величину деформации-прогиба цилиндрической части ролика-отражателя, т.е. бандажа с отражательной поверхностью выполненной из упругого материала, и изменяют направление нормального давления ролика-отражателя ближе к касательной высевающего диска.

При работе высевающего аппарата семена, не попавшие в ячейку или неправильно уложившиеся, увлекаются высевающим диском и затягиваются под ролик-отражатель. При этом происходит деформация бандажа, выполненного из упругого материала, между рабочими поверхностями в виде гипоциклоид дополнительных пластин. При этом происходит изменение направления нормального давления ролика-отражателя на семена. Нормальное давление ролика-отражателя на защемленное семя изменяет направление ближе к касательной высевающего диска. В этом случае рабочие поверхности в виде гипоциклоид выполняют роль ролика-отражателя с меньшим радиусом.

Известный ролик-отражатель устанавливается в вертикально-дисковый аппарат свекловичной сеялки ССТ-12Б (см. Приспособление для высева семян сои СТЯ 31.000, ССШ 03.000 к свекловичным сеялкам типа 2СТСН-6А, ССТ-12А, ССТ-12Б, ССТ-12В, ССТ-8А, ССТ-2В. Паспорт. Кировоград. 1983, 13 с.).

Сеялка ССТ-12Б, снабженная высевающим аппаратом с известной конструкцией ролика-отражателя, высевает семена сои пунктирным способом, т.е. в одну строчку. Параметры ролика-отражателя: диаметр 110 мм, ширина 24 мм. Параметры высевающего диска: диаметр 220 мм, ширина 24 мм, два ряда ячеек диаметром 9 мм.

Дополнительные пластины, имеющие рабочие поверхности в виде гипоциклоид, выполняют свои функции - отражать лишние семена без повреждения, когда ширина бандажа ролика-отражателя небольшая, т.е. 24 мм.

Мы также отмечаем, что пунктирные посевы сои по схеме 45 х 5 см имеют недостатки.

При проведении междурядных обработок при уходе за растениями необходимо с каждой стороны пунктирной строчки оставлять защитные зоны шириной 10...12 см. Это значит, что при междурядной обработке сои обрабатывается всего лишь 40...45% площади посева, а большая ее часть остается недоступной для рабочих органов культиватора. В оставшихся без ухода пунктирных строчках в границах защитных зон развиваются сорняки, которые конкурируют с растениями сои. Это приводит к угнетению растений сои, недостаточности освещенности и низкой степени продуктивного кущения. Если уменьшить защитные зоны при проведении междурядных обработок возможно смещение рабочих органов пропашного культиватора, которое ведет к полному вырезанию растений сои на ширину захвата культиватора, что ведет к изреживанию посевов (см. Гершевич М.Г., Калинич Г.Ф., Довбенко Н. С. , Слободян А.К. Способы посева сои и пути совершенствования посевных машин. Труды. Приморский СХИ. - Уссурийск, 1974. - Вып. 29. - С. 102 - 106).

Кроме того, на пунктирных посевах в одну строчку по схеме 45 х 5 см отмечается низкое размещение бобов на растении, что ведет к большим потерям при уборке (см. Липин В.Д. Разработка способа посева сои и технических средств для его осуществления в условиях Пензенской области: Отчет о НИР МИИСП, N Гр. 01860053204, инв. N 02910012270. М., 1990, - 124 с.).

Для устранения отмеченных недостатков необходимо посев сои и других пропашных культур: фасоли, проса, гречихи осуществлять в несколько пунктирных строчек (многострочный посев) и широкими междурядьями (см. а.с. СССР N 1676478. 1991. Бюл. 34).

Для осуществления многострочного посева сои необходимо установить высевающий диск с увеличенным количеством рядов ячеек, т.е. увеличить ширину высевающего диска и ролика-отражателя.

Однако в этом случае пластины, имеющие гипоциклоиды, установленные на ролик-отражатель с торцовых поверхностей, выполнять свои функции при отражении лишних семян выполнять не будут. Воздействие гипоциклоид на семена будет только ближе к торцовой поверхности ролика-отражателя, а в середине ролика-отражателя таких гипоциклоидов не имеется. В результате этого при увеличенной ширине ролика-отражателя прогиб отражающей поверхности будет происходить. Вследствие этого семена будут заноситься высевающим диском под ролик-отражатель (в средней части) и повреждаться о корпус аппарата.

Цель изобретения - устранение повреждения семян и увеличение точности высева семян при осуществлении многострочного посева.

Указанная цель достигается тем, что высевающий аппарат, содержащий бункер для семян, высевающий диск с рядами ячеек, установленный в корпусе на горизонтальном валу ролик-отражатель, состоящий из ступицы, на которой смонтирован бандаж с отражательной поверхностью из упругого материала, пластин, установленных с торцовых поверхностей, снабжен плоской бесконечной лентой, установленной под бандажом из упругого материала и имеющей рабочие поверхности в виде гипоциклоид, при этом смежные гипоциклоиды соединены между собой дугами окружностей.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый высевающий аппарат соответствует критерию "новизна", так как имеет отличия от прототипа.

1. Ролик-отражатель снабжен плоской бесконечной лентой, которая установлена под бандажом отражательной поверхности, выполненной из упругого материала.

2. Плоская бесконечная лента выполнена с рабочей поверхностью в виде гипоциклоид.

3. У плоской бесконечной ленты смежные гипоциклоиды соединены между собой дугами окружностей.

С целью ограничения деформации цилиндрической части ролика-отражателя - бандажа с отражательной поверхностью по всей ширине ролика-отражателя установлена бесконечная плоская лента. При незначительной ширине ролика-отражателя бесконечную плоскую ленту ставить не обязательно. При увеличенной ширине ролика-отражателя бесконечная плоская лента предотвращает прогиб отражающей поверхности не только по краям цилиндрической части, но и в средней части ролика-отражателя.

С целью сохранения рабочей поверхности с большим коэффициентом трения и упругости цилиндрической части отражающей поверхности плоская бесконечная лента установлена под бандажом упругого материала.

Теоретические расчеты и лабораторно-экспериментальные исследования Бережного И. А. , а также и наши показывают, что для снижения повреждения семян сои вертикально-дисковым высевающим аппаратом необходимо выполнить ролик-отражатель радиусом 15 мм (См. Бережной И.А. Изыскание и исследование высевающего аппарата для пунктирного посева сои. Автореф. дисс. канд. техн. наук. - М., 1969, - 23 с. Липин В.Д. Обоснование конструктивных параметров и места установки ролика-отражателя высевающего аппарата сеялки ССТ-12Б. Труды МГАУ им. В.П.Горячкина. Тракторы и сельскохозяйственные машины. - М, 1993. - С. 72 - 81).

Так ролик-отражатель диаметром 110 мм повреждает семена не менее 4% при любой его окружной скорости, тогда как повреждение семян с роликом-отражателем радиусом 15 мм составляет 0,12...0,3% (см. Бережной И.А. Изыскание и исследование высевающего аппарата для пунктирного посева сои. Кандидатская диссертация. М., 1973, с. 153).

Скорость ролика-отражателя должна быть в 4...5 раз больше чем высевающего диска, диаметр которого 220 мм. Привод высевающего диска осуществляется от вала ролика-отражателя. Поэтому выполнить высевающий аппарат с радиусом 15 мм и обеспечить его привод с заданной скоростью невозможно или приводит к нежелательному осложнению конструкции высевающего аппарата.

Поэтому плоская бесконечная лента, установленная под цилиндрической частью ролика-отражателя, при увеличении его ширины выполнена с теоретическим радиусом производящей окружности или гипоциклоиды. Гипоциклоиды с теоретическим диаметром ролика-отражателя выполняют роль ролика-отражателя с теоретическим радиусом до 15 мм.

При работе высевающего аппарата высевающий диск затягивает "лишние" семена под ролик-отражатель. Рабочая поверхность ролика-отражателя, выполненная из упругого материала, прогибается. Причем в большей мере при увеличенной ширине ролика-отражателя. Увеличить ширину ролика-отражателя необходимо так, как надо осуществить многострочный посев.

У известного ролика-отражателя, взятого за прототип, прогиб цилиндрической части ролика-отражателя ограничивают дополнительные пластины. Однако дополнительные пластины не ограничивают прогиб цилиндрической части ролика-отражателя при увеличенной ширине в средней части.

У заявляемого высевающего аппарата бесконечная плоская лента, выполненная с гипоциклоидами, изменяет нормальное давление на защемленное семя по всей ширине ролика-отражателя.

С целью ограничения прогиба бандажа ролика-отражателя, выполненного из упругого материала, при защемлении "лишних" семян, которые затягиваются высевающим диском, смежные гипоциклоиды плоской бесконечной ленты соединены между собой дугами окружностей по всей ширине рабочей поверхности ролика-отражателя.

Вследствие того, что скорость ролика-отражателя больше в 4...5 раз чем высевающего диска, и коэффициент трения отражающей поверхности ролика-отражателя больше чем у высевающего диска, семена, неправильно уложившиеся в ячейках, поворачиваются на некоторый угол и плавно входят в ячейку. Защемленные "лишние" семена прогибают упругий материал бандажа ролика-отражателя. Отражающая поверхность ролика-отражателя получает местный прогиб по всей цилиндрической части и при этом увеличивается угол обхвата, создается гибкая связь семя-ролик. Прогиб отражающей поверхности ролика-отражателя ограничивает бесконечная плоская лента по всей ширине так, как гипоциклоиды бесконечной ленты соединены между собой дугами окружностей.

При этом эффективность ролика-отражателя по отношению к защемленному семени резко возрастает. Поворот семени отражающей поверхностью ролика-отражателя можно рассматривать, как передачу гибкой связью за счет сил трения натянутой части упругой поверхности бандажа ролика-отражателя о поверхность семени.

Известен высевающий аппарат, у которого ролик-отражатель состоит из ступицы и отражательной поверхности, выполненной в виде пневматической шины с ниппелями, у которого внутренняя полость пневматической шины имеет опорную поверхность с радиальными отверстиями, на которой установлена плоская бесконечная лента с трапецеидальными зубьями. (См. а.с. СССР N 1676479, кл. A 01 C 7/04. Бюл. N 34, 1991).

Заявляемый высевающий аппарат отличается от известного тем, что бесконечная лента выполнена с рабочей поверхностью в виде гипоциклоид, а смежные гипоциклоиды соединены между собой дугами окружностей. Гипоциклоиды выполняют функции ролика-отражателя с теоретическим расчетным радиусом, а дуги окружностей, соединяющие между собой смежные гипоциклоиды, ограничивают прогиб бандажа, выполненного из упругого материала. Причем дуги окружностей, соединяющие между собой гипоциклоиды, тоже расчетные, т.к. зависят от радиуса гипоциклоид.

У ролика-отражателя известного аппарата бесконечная лента выполнена с трапецеидальными зубьями, т. е. не с расчетным радиусом (тем более в виде зубцов). Впадины бесконечной плоской ленты между зубцами не зависят от размеров трапецеидальных зубцов.

Кроме того, у известного высевающего аппарата при попадании инородных тел между высевающим диском и роликом-отражателем пневматическая шина и бесконечная плоская лента с зубцами деформируется и пропускает эти тела, а упругость пневматической шины и бесконечной ленты регулируют давлением воздуха внутри шины. Наличие воздуха внутри шины и бесконечной ленты ведет к усложнению конструкции.

У заявленного высевающего аппарата бесконечная плоская лента, как гипоциклоиды, так и дуги окружностей, соединяющие смежные гипоциклоиды, не деформируются и не пропускают инородные тела.

На фиг. 1 представлен высевающий аппарат; на фиг. 2 - ролик-отражатель; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - взаимодействие упругой поверхности и гипоциклоиды плоской бесконечной ленты ролика-отражателя с "лишним" семенем.

Высевающий аппарат для высева семян при осуществлении многострочного посева (т.е. при увеличенной ширине ролика-отражателя и высевающего диска) содержит корпус 1, высевающий диск 2 с ячейками 3 на горизонтальной оси 4, бункер 5 для семян, чистик 6, ролик-отражатель 7, состоящий из ступицы 8, отражательной поверхности 9, выполненной из упругого материала, пластин 10, имеющих рабочие поверхности в виде гипоциклоид 12 и установленных на торцовых поверхностях ролика-отражателя, которые крепятся к ступице 8 винтами 11. Под цилиндрическим бандажом отражающей поверхности 9, выполненной из упругого материала, установлена бесконечная плоская лента 13, которая крепится к ступице 8 винтами 11, как и пластина 10. Плоская бесконечная лента 13 выполнена в виде гипоциклоид 14, при этом смежные гипоциклоиды соединены между собой дугами 15 окружностей.

Высевающий аппарат работает следующим образом.

Семена, находящиеся в бункере 5, взаимодействуют с вращающимся высевающим диском 2, на котором по цилиндрической части размещены ячейки 3. Ячейки 3 заполняются семенами определенной фракции. Из-за разброса линейных размеров семян внутри фракции возможно попадание "лишних" семян, а так как семена имеют длину, ширину, высоту, имеется часть семян, неправильно уложившихся в ячейках. При этом часть семян выступает за цилиндрическую часть высевающего диска 2. Кроме того, "лишние" семена зачастую заносятся высевающим диском под ролик-отражатель 7. При вращении высевающего диска 2 семена взаимодействуют с рабочей поверхностью ролика-отражателя 7, которая выполнена в виде бандажа из упругого материала. Упругий материал ролика-отражателя 7 имеет большой коэффициент трения чем поверхность высевающего диска 2. Окружная скорость ролика-отражателя 7 в 4...5 раз больше чем высевающего диска 2. Поэтому лишние или неправильно уложившиеся в ячейках семена поворачиваются и размещаются в ячейках 3 таким образом, при котором не выступают за цилиндрическую поверхность высевающего диска 2. Однако часть "лишних" семян заклинивается между высевающим диском 2 и отражательной поверхностью 9 ролика-отражателя 7. Вследствие того, что отражающая поверхность 9 ролика-отражателя 7 выполнена из упругого материала, упругий материал (поверхность 9) получает местный прогиб. При этом увеличивается угол обхвата, создается гибкая связь семя-ролик и активность ролика-отражателя 7 по отношению к семени возрастает. Поворот семени роликом-отражателем 7 можно рассматривать, как передачу гибкой связью за счет сил трения натянутой части упругой поверхности 9 с поверхностью семени.

Однако часть семян продолжает затягиваться высевающим диском 2 под упругую поверхность 9 ролика-отражателя 7. Упругая поверхность 9 ролика-отражателя 7 продолжает прогибаться (деформироваться). Упругий материал поверхности 9 прогибается в большей мере в средней части ролика-отражателя 7 и особенно при увеличении его ширины, т.к. для осуществления многострочного посева необходимо устанавливать ролик-отражатель большей ширины, а пластины 10 с выступами у известного аппарата установлены с торцовых поверхностей.

У заявляемого высевающего аппарата дальнейший прогиб упругой поверхности 9 ролика-отражателя ограничивается дугами 15 окружностей, соединяющих между собой смежные гипоциклоиды 14, причем по всей ширине ролика-отражателя 7, а не только на боковых частях ролика-отражателя, как у высевающего аппарата, выбранного за прототип.

При дальнейшем защемлении семени происходит прогиб упругой поверхности 9 и во взаимодействие с упругим материалом поверхности 9 и семенем входят гипоциклоиды 14 бесконечной плоской ленты 13 (фиг. 5). При этом нормальное давление гипоциклоиды 14 направлено ближе к касательной высевающего диска 2, чем у ролика-отражателя без прогиба отражающей поверхности (прототипа). Под действием нормального давления гипоциклоиды 14 бесконечной плоской ленты защемленные семена отражаются без повреждения и выкатываются из ячеек 3 высевающего диска 2 и перемещаются в бункер 5 высевающего аппарата.

Изобретение может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в высевающих аппаратах точного высева семян. Для этого в предлагаемой конструкции высевающего аппарата ролик-отражатель снабжен плоской бесконечной лентой. Лента установлена под бандажом, выполненным из упругого материала, и имеет рабочие поверхности в виде гипоциклоид. При этом смежные гипоциклоиды соединены между собой дугами окружностей. Изобретение позволяет устранить повреждения семян и увеличить точность высева семян при осуществлении многострочного посева. 5 ил.

Высевающий аппарат, содержащий бункер для семян, высевающий диск с ячейками, установленный на горизонтальном валу, и ролик-отражатель, состоящий из ступицы, на которой смонтирован бандаж с отражательной поверхностью из упругого материала и пластин, установленных на его торцевых поверхностях, отличающийся тем, что ролик-отражатель снабжен плоской бесконечной лентой, установленной под бандажом из упругого материала и имеющей рабочие поверхности в виде гипоциклоид, при этом смежные гипоциклоиды соединены между собой дугами окружностей.