ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕ-ПОСЕВНОЙ АГРЕГАТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК A01B49/06 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающе-посевным агрегатам.

Известен почвообрабатывающе-посевной агрегат, содержащий установленную на опорных колесах раму, на которой смонтированы бункеры, семяпроводы, сошники с подрезающими лапами и фронтально установленные катки (см. авт. св-во СССР №161158, кл. А 01 В 49/06, 1962 г., авт. св-во СССР №912088, кл. А 01 В 49/06, 1982 г., пат. RU №2127502, кл. А 01 В 49/06, 1999 г.). Главным недостатком вышеуказанных сеялок является то, что почву под посев зерен только подрезают, но не сдвигают, и зерна, попадая на сухую почву, проявляют недостаточную всхожесть.

Известен также почвообрабатывающе-посевной агрегат (противоэрозионная зерновая сеялка, по названию заявителя) (см. авт. св-во СССР №1028262, кл. А 01 С 7/00, 1983 г.), который содержит сошники с наральниками первого (для посева зерновых) и второго (для посева трав) рядов, в задней части второго ряда сошников с наральниками установлены трапециевидные пластины с окном в нижней центральной части, которые сдвигают сухой слой почвы, нарезают углубления для высева семян, засыпают их через вышеуказанные окна и прикатывают катками.

При использовании данного агрегата высев семян зерновых производят рядовым способом в углубления, которые осыпаются, создавая разную глубину заделки семян в почву, сплошное прикатывание катками засеянного поля без последующего рыхления почвы образует поверхностную корку, что не обеспечивает дружных всходов, а также нормального развития семян зерновых из-за угнетения растений в узких междурядьях и приводит к частичной гибели их; окно, расположенное в центре трапециевидной пластины (при высеве семян трав), способствует забиванию сошников, следовательно, и к повышению энергоемкости.

Наиболее близким устройством того же назначения по совокупности признаков является почвообрабатывающе-посевной агрегат (см. пат. RU №2204891, кл. А 01 В 49/06, 2001 г.) - прототип заявленного технического решения. Агрегат содержит установленную на опорных колесах раму, на которой смонтирован бункер, соединенный семяпроводами с сошниками, выполненными в виде стрельчатых лап с регулируемыми отвалами и выравнивателями, цилиндрические прикатывающие катки и пружинные зубья, причем установленные последовательно на раме сошник, прикатывающий каток и пружинные зубья образуют ряд рабочих органов.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что:

- конструктивное решение сошника, снабженного выравнивателем, закрепленным между симметричными отвалами, не позволяет получить качественное выравнивание почвы и заделку семян, ввиду нависания растительности на выравнивателе и забивания его почвой, что способствует образованию эффекта бульдозера и не дает возможности прикатывающим каткам, установленным следом в ряду рабочих органов, создавать тесный контакт семян с почвой, что, в свою очередь, снижает возможность более раннего созревания колосовых, повышает урожай, а данный набор и расположение рабочих органов в ряду позволяет использовать агрегат только на определенных видах почвы;

- использование в стрельчатой лапе рассекателей любых ранее известных видов (например, трехгранной пирамиды, конусного диска) не обеспечивает получение оптимальной (например, 22 см) ширины рассева семян в полосе, обусловленной бороздково-ленточным способом, что соответственно снижает урожайность.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Задачей изобретения является устранение упомянутых выше недостатков за счет изменения конструкции агрегата при обеспечении повышения урожайности зерновых культур, а также снижения энергоемкости и металлоемкости.

Общий технический результат для вариантов I, II создан почвообрабатывающе-посевной агрегат, позволяющий за счет изменения конструкции получить оптимальную ширину рассева семян, повысить качество заделки семян, урожайность зерновых культур, и обладающий меньшей энергоемкостью.

Дополнительный технический результат для варианта II создан почвообрабатывающе-посевной агрегат, обладающий меньшей металлоемкостью.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом почвообрабатывающе-посевном агрегате, содержащем установленную на опорных колесах раму, на которой смонтирован бункер, сошники, соединенные семяпроводами с бункером, выполненные в виде стрельчатых лап с регулируемыми отвалами и выравнивателями, и прикатывающие катки с образованием рядов рабочих органов, имеются следующие особенности.

1. Агрегат дополнительно снабжен шарнирно установленными маятниковыми выравнивателями-уплотнителями, расположенными в средних рядах рабочих органов за сошниками перед прикатывающими катками, а в крайних рядах рабочих органов за сошниками перед задними опорными колесами с шлейфами-боронками, при этом стрельчатые лапы выполнены с соотношением их ширины к высоте в пределах от 5,00 до 6,00 и имеют стреловидные рассекатели, ширина основания которых относится к ширине выходного отверстия семяподводящих каналов в пределах 1,2...1,5, высота стреловидных рассекателей относится к их ширине основания в пределах 0,84...0,90, а угол скоса граней задней стороны стреловидных рассекателей к их вершине составляет 65°...67°.

2. Маятниковые выравниватели-уплотнители снабжены пружинными вибраторами и натяжниками.

Вышеприведенная совокупность признаков представляет собой I вариант предложенного технического решения.

Поставленные задачи могут также быть решены еще и следующим образом.

Почвообрабатывающе-посевной агрегат (вариант II) содержит все вышеперечисленные узлы, выполненные аналогичным образом по варианту I (кроме наличия прикатывающих катков).

Введение в конструкцию агрегата дополнительно маятниковых выравнивателей-уплотнителей, шарнирно установленных в средних рядах рабочих органов между сошниками и прикатывающими катками (для I варианта) или за сошниками (для II варианта), а в крайних рядах рабочих органов между сошниками и задними опорными колесами с шлейфами-боронками (для I, II вариантов), снабженных пружинными вибраторами и натяжниками повышает качество выравнивания почвы засеянной полосы. Конструктивное решение выполнения маятниковых выравнивателей-уплотнителей по принципу физического маятника (см. определение стр. 777 Советский Энциклопедический Словарь, Москва, “Советская энциклопедия” 1987 г.), а именно свободного расположения маятниковых выравнивателей-уплотнителей на неподвижных осях (шарнир), являющихся центром качания (колебания) и не совпадающих с их центром тяжести, обусловлено поставленной задачей - повышение качества выравнивания почвы, заделки семян и предотвращение появления эффекта бульдозера. Управление движением (колебанием) маятниковыми выравнивателями-уплотнителями осуществляется с помощью пружинных вибраторов, одним концом закрепленных на маятниковых выравнивателях-уплотнителях, а другим, вместе с натяжниками, на промежуточных звеньях сошников. Посредством пружинных вибраторов, учитывая массу маятниковых выравнивателей-уплотнителей, последние устанавливаются в статически устойчивое положение под углом к поверхности поля, причем необходимая величина угла зависит от плотности (физико-механических свойств) почвы и устанавливается путем выбора размера пружин пружинных вибраторов, а степень жесткости пружин обеспечивается натяжниками (подтяжка). При этом сами пружинные вибраторы регулируют пульсирующую нагрузку (ввиду неоднородности почвы), получаемую маятниковыми выравнивателями-уплотнителями при контакте с почвой (возвращая их в первоначальное положение), тем самым, определяют постоянные колебания с необходимой амплитудой и способствуют освобождению выравнивателей сошников от растительных остатков. Производится копирование засеянного следа, окончательная заделка семян с сохранением необходимой глубины, выравнивание и предварительное уплотнение почвы, при этом полностью исключается нависание растительности на выравнивателях сошников и создание эффекта бульдозера, что отражается на энергозатратах, а также позволяет использовать прикатывающие катки (I вариант), расположенные за выравнивателем-уплотнителем, более легкого типа (например, катки с шинами атмосферного давления ~0,4 г/см³) по отношению к общеизвестно используемым металлическим каткам.

Наличие прикатывающих катков (I вариант) в средних рядах рабочих органов позволяет использовать агрегат на любых почвах с предпосевной обработкой. При II варианте, при отсутствии прикатывающих катков, агрегат используется только на легких почвах, при этом снижается его металлоемкость.

Выполнение стрельчатых лап с соотношением их ширины к высоте в пределах от 5,00 до 6,00 позволяет увеличить высоту свода подсошникового пространства под лапой, что дает возможность семенам свободно перемещаться, скользить по боковым наклонным плоскостям стреловидного рассекателя, расположенного в лапе, и рассеваться на необходимую ширину полосы, а также увеличить смещение почвы как самой лапой, так и стойкой сошника, в незасеянное пространство. Выполнение соотношения ширины стрельчатых лап к их высоте менее 5,00 уменьшает полосу рассева семян, а величина соотношения более 6,00 приводит к перемещению почвы на соседнюю засеянную полосу, увеличивая неравномерность заделки семян и энергоемкость.

Применение технических решений:

- ширина основания стреловидных рассекателей относится к ширине выходного отверстия семяподводящих каналов в пределах 1,2...1,5 позволяет исключить забивание канала и пространства между рассекателем и отражателем, препятствующее свободному падению семян. Причем при величине отношения ширины основания рассекателя к ширине выходного отверстия семяподводящих каналов менее 1,2 уменьшается ширина полосы рассева, что приводит к неравномерности распределения семян по ширине полосы, а величина более 1,5 способствует забиванию каналов и также приводит к неравномерности распределения семян по ширине полосы рассева;

- высота стреловидных рассекателей относится к их ширине основания в пределах 0,84...0,90, увеличенная ширина основания стреловидных рассекателей по отношению к высоте позволяет семенам увеличить путь скольжения по боковым криволинейным поверхностям рассекателей и тем самым увеличить дальность их полета - до краев обрабатываемой зоны, при этом применение отношений высоты стреловидных рассекателей к их ширине менее 0,84 не обеспечивает требуемой ширины засева, а более 0,9 уменьшает подлаповый канал, затрудняет проход семян, способствует забиванию канала и повышает неравномерность распределения семян по ширине полосы рассева;

- угол скоса граней задней стороны стреловидных рассекателей к его вершине составляет 65°...67° - данный угол увеличивает свободное поддаловое пространство, способствующее свободному падению семян, их скольжению по боковым криволинейным поверхностям стреловидного рассекателя с разной длиной пути и равномерному распределению от середины рассекателя по всей ширине обрабатываемой полосы под лапой, при этом выполнение угла меньше 65° приводит к увеличению количества семян в центре полосы рассева (загущению среднего участка), а выполнение угла больше 67° - к увеличению количества семян на краях засеянной полосы (загущению крайних участков).

Совокупность этих технических решений позволяет получить оптимальную ширину (например, 22 см) рассева семян.

На чертежах представлено: на фиг.1 изображен почвообрабатывающе-посевной агрегат вид сбоку - вариант I; на фиг.2 - агрегат вид сверху - вариант I; на фиг. 3 - сошник в сборе с маятниковым выравнивателем-уплотнителем (выносной элемент А по фиг.1), на фиг.4 изображена лапа сошника (вид Б по фиг.3); на фиг.5 изображен почвообрабатывающе-посевной агрегат вид сбоку - вариант II; на фиг.6 - агрегат вид сверху - вариант II.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата, заключаются в следующем.

Почвообрабатывающе-посевной агрегат (далее агрегат) (вариант I), представленный на фиг.1, 2, состоит из рамы 1 (фиг.1, 2), опирающейся на пневматические передние опорные колеса 2 (фиг.1) и задние опорные колеса 3 (фиг.1, 2), расположенные по краям рамы и снабженные шлейф-боронками 4, на которой в верхней части установлен зернотуковый бункер 5 (фиг.1), имеющий два отсека для семян и удобрений, с присоединенными к нему зерновыми 6 и туковыми 7 высевающими аппаратами, а в нижней части рамы 1 фронтально в ряд посредством параллелограммных соединений 8 установлены сошники 9 (фиг. 1, 3), выполненные в виде стрельчатых лап 10, имеющих соотношение их ширины к высоте в пределах от 5,00 до 6,00, внутри которых расположены стреловидные рассекатели 11 (фиг.3, 4) и семяподводящие каналы 12 (фиг.4), при этом ширина основания стреловидных рассекателей 11 L относится к ширине выходного отверстия семяподводящих каналов 12 D в пределах 1,2...1,5, высота стреловидных рассекателей 11 Н относится к их ширине основания L в пределах 0,84...0,90, а угол скоса граней задней стороны стреловидных рассекателей 11 к его вершине составляет 65°...67°. К стрельчатым лапам 10 (фиг.1, 3), посредством промежуточных звеньев 13, присоединены вертикально регулируемые отвалы 14, между которыми закреплены регулируемые по высоте выравниватели 15, причем сообщение сошников 9 (фиг.1) с зерновыми 6 и туковыми 7 высевающими аппаратами происходит через подводящие семяпроводы 16. Также в нижней части рамы 1 (фиг.1, 2) между задними опорными колесами 3, вслед сошникам 9, установлены прикатывающие катки 17 (например, с шинами атмосферного давления), а за сошниками 9, но перед прикатывающими катками 17, в средних рядах рабочих органов и перед задними опорными колесами 3, в крайних рядах рабочих органов, установлены маятниковые выравниватели-уплотнители 18, снабженные пружинными вибраторами 19 (фиг.2), которые одним концом закреплены на маятниковых выравнивателях-уплотнителях 18, а другим вместе с натяжниками 20 на промежуточных звеньях 13 сошников 9, причем маятниковые выравниватели-уплотнители 18 свободно посажены на неподвижные оси 21 (шарнир), являющиеся центром их качения в вертикальной плоскости, и могут крепиться как к промежуточных звеньях 13 сошников 9, так и к поводкам 22 прикатывающих катков 17.

Агрегат (вариант II), представленный на фиг.5, 6, содержит все вышеперечисленные узлы, выполненные аналогичным образом по варианту I (кроме прикатывающих катков 17).

Однако при этом, ввиду отсутствия прикатывающих катков 17, маятниковые выравниватели-уплотнители 18, свободно посаженные на неподвижные оси 21, снабженные пружинными вибраторами 19 и натяжниками 20, устанавливаются в средних рядах рабочих органов за сошниками 9, в крайних рядах рабочих органов - за сошниками 9 перед задними опорными колесами 3 и крепятся непосредственно к промежуточным звеньям 13 сошников 9.

Агрегат (вариант I) используется на почвах с предварительной предпосевной обработкой и работает следующим образом.

Перед началом работы производят заглубление в почву на глубину высева (например, 6-8 см) стрельчатых лап 10 сошников 9, закрепленных фронтально посредством параллелограммного присоединения 8, на раме 1, опирающейся на пневматические передние опорные колеса 2 и задние опорные колеса 3 за счет опускания вышеуказанного присоединения и регулировки его. Также с учетом физико-механических свойств почвы и массы маятниковых выравнивателей-уплотнителей 18, закрепленных, например, на поводках 22 прикатывающих катков 17 (перед ними), и, в то же время, свободно расположенных на неподвижных осях 21 (шарнир), последние посредством пружинных вибраторов 19 (имеющих пружины необходимого размера) и натяжников 20, обеспечивающих степень жесткости пружин, устанавливаются в статически устойчивое положение под углом к поверхности поля.

При движении агрегата сошники 9 на установленной глубине подрезают почву и сорняки, взрыхляют, частично сдвигают верхний слой почвы и образуют под каждой стрельчатой лапой 10 горизонтальную борозду-ленту с уплотненным дном, на которое, в подсошниковой зоне поступает поток семян и удобрений из зернотукового бункера 5 посредством высеваемых аппаратов 6, 7 по подводящим семяпроводам 16 через выходное отверстие семяподводящих каналов 12 и попадает на вершину стреловидных рассекателей 11, меняя направление движения и скользя по боковым граням, за счет конструктивных особенностей выполнения стрельчатых лап 10 и стреловидных рассекателей 11 сбрасывается со стреловидного рассекателя 11 и равномерно распределяется по ширине подсошниковой зоны (например, равной 22 см). Присоединенные к сошникам 9 через промежуточные звенья 13 регулируемые по высоте симметричные отвалы 14, установленные на высоту (например, 3-4 см) от плоскости высева семян за счет наличия отгибов, применяемых в качестве успокоителей и выполненных под углом (например, 40-45), сдвигают верхний сухой слой почвы с засеянных лент на глубину (например, 3-4 см) в незасеянное пространство, успокаивая и укладывая сдвигаемую почву на большой скорости, формируя при этом гребни. Закрепленные между отгибами симметричных отвалов 14 регулируемые выравниватели 15 предварительно разравнивают вуаль почвы засеянной ленты. Далее шарнирно установленные на неподвижных осях 21 и под углом к поверхности поля маятниковые выравниватели-уплотнители 18, вступая в контакт с почвой и под действием ее сопротивления, отклоняются в сторону, обратную движению агрегата, увлекая за собой растительные остатки, нависающие на выравнивателях 15 сошников 9, и сбрасывая их, а соединенные с маятниковыми выравнивателями-уплотнителями 18 пружинные вибраторы 19, регулирующие пульсирующую нагрузку, обусловленную неоднородностью поля, возвращают их в исходное состояние. Происходят постоянные колебания маятниковых выравнивателей-уплотнителей 18, позволяющие производить копирование засеянного следа, окончательную заделку семян с сохранением необходимой глубины, выравнивание и предварительное уплотнение почвы, а также полностью исключить нависание остатков растительности на выравнивателях 15 сошников 9 без образования эффекта бульдозера, что позволяет прикатывающим каткам 17, идущим вслед в средних рядах рабочих органов, и задним опорным колесам 3, установленным на раме 1 - в крайних рядах рабочих органов, уплотнять почву засеянных ленточных полос непосредственно над высеянными семенами, обуславливая тем самым более тесный контакт их с почвой, причем задние опорные колеса 3 имеют шлейф-боронки 4, мульчирующие прикатанный след, предотвращая образование корки и уменьшая испарение влаги.

Агрегат (вариант II) используется на легких почвах и работает следующим образом.

Начальный период работы описан выше и в деталях совпадает с порядком работы агрегата (вариант I).

Однако ввиду использования агрегата на легких почвах отсутствует необходимость применения в конструкции прикатывающих катков 17, а наличие задних опорных колес 3, оказывающих прикатывающее действие в крайних рядах, компенсируется применением шлейф-боронок 4, мульчирующих прикатанный след, на влажных почвах, предотвращая образование корки и уменьшая испарение.

Испытания опытных образцов, прошедшие на полях Новосибирской области (АОЗТ “Александровское” Карасукского р-н, АОЗТ “Стеклянское” Купинского р-на, КХ “Колыбелька” Красноозерского р-на, АОЗТ “Приобское” Ордынского р-на), показали, что при использовании вариантов заявленного агрегата на определенных почвах урожайность зерновых повысилась в 1,8-2 раза с одновременным уменьшением энергетических затрат (для I и II вариантов) и металлоемкости (для II варианта). Полученные показатели обусловили решение о постановке данного агрегата на производство и подготовке документации к серийному выпуску.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для обработки почвы и посева. Агрегат по первому варианту содержит установленную на опорных колесах раму, на которой смонтирован бункер, сошники, соединенные семяпроводами с бункером, выполненные в виде стрельчатых лап с регулируемыми отвалами и выравнивателями, и прикатывающие катки с образованием рядов рабочих органов. Агрегат снабжен шарнирно установленными маятниковыми выравнивателями-уплотнителями, расположенными в средних рядах рабочих органов за сошниками перед прикатывающими катками. В крайних рядах рабочих органов маятниковые выравниватели уплотнители установлены за сошниками перед задними опорными колесами с шлейф-боронками. Стрельчатые лапы имеют стреловидные рассекатели. Агрегат по второму варианту содержит установленную на опорных колесах раму, на которой смонтирован бункер и соединенные семяпроводом с бункером сошники, выполненные в виде стрельчатых лап с регулируемыми отвалами и выравнивателями, с образованием рядов рабочих органов. Агрегат снабжен шарнирно установленными маятниковыми выравнивателями-уплотнителями, расположенными в средних рядах рабочих органов за сошниками. В крайних рядах рабочих органов маятниковые выравниватели уплотнители установлены за сошниками перед задними опорными колесами с шлейф-боронками. Стрельчатые лапы имеют стреловидные рассекатели. Такое конструктивное выполнение позволит повысить качество заделки семян и увеличить урожайность зерновых культур. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Почвообрабатывающе-посевной агрегат, содержащий установленную на опорных колесах раму, на которой смонтирован бункер, сошники, соединенные семяпроводами с бункером, выполненные в виде стрельчатых лап с регулируемыми отвалами и выравнивателями, и прикатывающие катки, с образованием рядов рабочих органов, отличающийся тем, что агрегат дополнительно снабжен шарнирно установленными маятниковыми выравнивателями-уплотнителями, расположенными в средних рядах рабочих органов за сошниками перед прикатывающими катками, а в крайних рядах рабочих органов за сошниками перед задними опорными колесами с шлейфами-боронками, при этом стрельчатые лапы выполнены с отношением их ширины к высоте в пределах от 5,00 до 6,00 и имеют стреловидные рассекатели, ширина основания которых относится к ширине выходного отверстия семяподводящих каналов в пределах 1,2...1,5, высота стреловидных рассекателей относится к их ширине основания в пределах 0,84...0,90, а угол скоса граней задней стороны стреловидных рассекателей к их вершине составляет 65...67°.2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что маятниковые выравниватели-уплотнители снабжены пружинными вибраторами и натяжниками.3. Почвообрабатывающе-посевной агрегат, содержащий установленную на опорных колесах раму, на которой смонтирован бункер, сошники, соединенные семяпроводами с бункером, выполненные в виде стрельчатых лап с регулируемыми отвалами и выравнивателями, с образованием рядов рабочих органов, отличающийся тем, что агрегат дополнительно снабжен шарнирно установленными маятниковыми выравнивателями-уплотнителями, расположенными в средних рядах рабочих органов за сошниками, а в крайних рядах рабочих органов за сошниками перед задними опорными колесами с шлейфами-боронками, при этом стрельчатые лапы выполнены с отношением их ширины к высоте в пределах от 5,00 до 6,00 и имеют стреловидные рассекатели, ширина основания которых относится к ширине выходного отверстия семяподводящих каналов в пределах 1,2...1,5, высота стреловидных рассекателей относится к их ширине основания в пределах 0,84...0,90, а угол скоса граней задней стороны стреловидных рассекателей к их вершине составляет 65...67°.