Дипломная работа: Модернизация зерновой стерневой сеялки для ленточного способа посева

Рисунок 11 - Узкорядный сев.

Гнездовой способ посева и посадки характеризуется двумя размерами шириной междурядий и шириной междугнездий. Для некоторых пропашных культур — кукурузы, хлопка, рассады овощных культур и др. — применяют квадратно-гнездовую схему посева (посадки). Размещение гнезд (или отдельных растений) по вершинам квадратов (прямоугольников) дает возможность проводить механизированный уход за посевами и посадками в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что является основным достоинством указанных способов. Разновидностью квадратно-гнездового посева является шахматный посев при котором гнезда (растения) в смежных рядах располагаются в шахматном порядке. При шахматном посеве междурядная обработка может производиться в трех направлениях — в продольном и двух перекрестно-диагональных. Схемы квадратно-гнездового и прямоугольно-гнездового посевов определяются агротехническими требованиями для различных культур, применительно к условиям разных районов и комплексной механизации работ по возделыванию этих культур.

Рисунок 12 - Гнездовой способ посева.

Рисунок 13 - Квадратно-гнездовой способ посева.

Пунктирный способ посева получил в последнее время широкое применение для ряда пропашных культур: кукурузы, сахарной свеклы и др. При этом способе семена высеваются по одному (однозерновой способ) на примерно равных расстояниях друг от друга. Расстояние между семенами в рядке колеблется для разных культур и в разных условиях в пределах от 3—8 до 20—25 см. (кукуруза). Основной задачей этого способа точного сева является получение отдельных растений на примерно одинаковых расстояниях друг от друга в рядке с таким расчетом, чтобы можно было провести механизированное прореживание и главным образом избежать трудоемкой операции прорывки растений, которая при других способах сева выполняется вручную.

Рисунок 14 - Пунктирный способ посева

Безрядковый сев заключается в равномерном высеве семян широкой лентой (100—110 мм). Этот способ не вышел еще из стадии экспериментирования и широкого применения поэтому не получил.

Посев в борозды. Применяется в засушливых и полузасушливых районах. Расположение семян в бороздках улучшает увлажнение растений, создает благоприятный климат. Разновидностями данного способа посева является бороздково-ленточный. Данный способ разработан в НГАУ профессором А.А. Коневым, а техническая реализация осуществлена на ПО «Сибсельмаш», в сеялке СЗП-3,6 А-02 Б.

Рисунок 15 - Посев в борозды

Широкорядный способ. Используют для пропашных культур. Их высевают с междурядьями 45...90 см, что обеспечивает механизированную обработку междурядий. В рядах семена располагаются хаотично.[6]

Рисунок 16 - Широкорядный способ.

Подпочвенно-разбросной. При этом способе посева распределение семян по площади осуществляется сошником, движущимся под слоем почвы. Чаше всего, для выполнения подпочвенно-разбрасного посева, используются трубчатые сошники, со стрельчатыми лапами в под сошниковом пространстве, в которые установлены распределительные устройства, позволяющие размещать семена высеваемой культуры по ширине борозды, открываемой стрельчатой лапой сошника. Он характеризуется не упорядоченным размещением семян по всей площади поля. Однако считается наиболее перспективным для применения при посеве сеялками - культиваторами.

Совмещенный способ. Предусматривает одновременный высев семян двух культур в разные ряды, заделку их на разную глубину (посев семян зерновых и трав, кукурузы и бобовых). Совмещенный посев увеличивает продуктивность поля, устраняет дополнительный проход сеялки по полю, сокращает сроки посева.

Комбинированный. Включает в себя одновременный высев семян и гранулированных удобрений. В зависимости от почвенно-климатических условий семена высевают по ровной поверхности или профилированной.

Наиболее распространен посев по ровной поверхности. При избыточной влажности почвы семена заделывают в вершинах гребней. На участке, предназначенном для полива, семена высевают на ровной поверхности с одновременной нарезкой поливных борозд. В засушливой зоне семена пропашных высевают в борозды, чтобы заделать их во влажную почву. На почвах, подверженных ветровой эрозии, сеют по стерне, защищающей молодые всходы от ветра, а почву от выдувания.

В зарубежных странах схемы посева и посадки некоторых культур несколько отличаются от схем, применяемых в нашей стране. Так, например, колосовые культуры высеваются рядовым способом с междурядьями 15, 18 и 20 см. Картофель и рассадные культуры высаживаются только рядовым способом. При гнездовом посеве кукурузы (в США) ширина междурядий колеблется от 76,2см до 106,68см, а ширина междугнездий —от 36,8см до 106,68см.[6]

4.2 Классификация посева

Схемы посева и посадки классифицируют по двум основным признакам: размещению семян в вертикальной плоскости (по профилю дневной поверхности поля) и в горизонтальной плоскости (по ширине междурядий и размещению семян в рядках). По профилю дневной поверхности различают следующие способы посева и посадки: на ровную поверхность, на гребнях или грядах (гребневой или грядовой), в бороздах (бороздной) и по стерне. Способ выбирают в зависимости от почвенно-климатических условий и особенностей сельскохозяйственной культуры. Посев или посадка на ровную поверхность характерна для районов нормального и недостаточного увлажнения. Гребневой способ применяют в зонах повышенного увлажнения и поливного земледелия. Посев в борозды используют в засушливых и полузасушливых районах в основном для хлопчатника, кукурузы и других пропашных культур. При размещении семян в бороздах растения лучше увлажняются, предотвращается их вымерзание. Посев по стерне применяют на почвах, подверженных ветровой эрозии. Стерня защищает посевы от выдувания. [7]

5. Агротехнические требования, предъявляемые к посеву семян зерновых культур и применяемым средствам механизации

Определяющую роль в общем комплексе технологических операций при возделывании сельскохозяйственных культур принадлежит посеву. Основная агротехническая задача посева это равномерное распределение семян по площади, заделка семян каждой культуры на оптимально глубину и точный высев заданной нормы на единицу площади семян и удобрений. Соблюдение агротехнических требований создает благоприятные условия для дружных и равномерных всходов культурных растений, их развития и обработки, определяет получение высоких урожаев.

Посев следует производить в сроки, оптимальные для данной культуры в данном районе,

В соответствии с установленной нормой высева сеялки должны равномерно распределять семена по площади в рядах, заделывать их во влажный слой почвы на заданную глубину и одновременное внесение при посеве удобрений установленной нормой.

- Высев семян во время сева должен быть устойчив.

- Отклонение от заданной нормы высева семян не должно превышать ± 3, а нормы высева минеральных удобрений ± 10%.

- Средняя неравномерность высева семян в рядках, то есть отдельными высевающими аппаратами не должно превышать ± 3, зернобобовых ± 4, а трав ±8 %,

- Повреждение семян при севе зерновых культур рабочими органами посевных машин не должно превышать 0,3% , зернобобовых - 1, кукурузы - 1,5, сахарной свеклы - 0,5%.

- Пунктирные сеялки должны размещать не менее 80% одиночных семян на заданном расстоянии одно от другого. Количество пропусков не должно превышать 2% от числа посеянных семян,

- Семена должны быть равномерно распределены по всей площади в рядках и заделаны на оптимальную глубину.

- Глубина заделки семян не должна отклоняться более чем на ±15%, что примерно составляет для зерновых колосовых ± 1 см, кукурузы ± 2 см, сахарной свеклы ± 0,5 см.

- Во время сева должны быть строго выдержаны ширины основных и стыковых междурядий, а также прямолинейность рядков. Отклонение ширины стыковых междурядий у сменных сеялок в сцепке не должно превышать ± 2 см, а стыковых междурядий двух смежных проходов ± 0,5 см.

- При посеве не допускаются огрехи и перекрытия, а также на поверхности поля незаделанные семена.

- Поворотные полосы должны быть засеяны.

- Агротехнические допустимые рабочие скорости при посеве зерновыми сеялками до 2,6 м/с (10км/ч), сеялками-культиваторами до 2,2 м/с (8 км/ч),

- Посевные агрегаты с прицепными сеялками составляют эшелонированным или шеренговым способами.

Следует отметить, что шеренговые агрегаты имеют преимущество перед эшелонированными, так как обеспечивают устойчивость стыковых междурядий и возможность обслуживания двух сеялок одним сеяльщиком. Такие агрегаты имеют меньшую длину, что способствует повышению маневренности.

 Высевающие аппараты зерновых сеялок должны высевать одинаковое количество семян, создавать равномерный и не прерывный поток семян. Повреждения семян при высеве зерновых культур не должно превышать 0,3%. Сошники зерновых сеялок должны образовывать борозды без выворачивания на поверхности влажных слоев почв и уплотнять дно борозд для притока влаги из нижних слоев к сошникам.

Сошники должны обеспечивать равномерное распределение семян в бороздах и заделки их почвой. Отклонения от установленной ширины междурядий не должно превышать ± 1 см. Жизнедеятельность, работа земельных растений осуществима только при одновременном и совместном наличии определенных условий. Эти условия разделяются на две категории: условия и факторы земельные и факторы космические. Земельные факторы - это вода и элементы пищи, космические факторы - это свет и тепло. Равномерное распределение этих факторов между растительными организмами это первая и основная задача посева. Это задача может быть решена успешно тогда, когда будет уделено внимание не только засеянному полю, но и каждому отдельному растению, это и есть основа возделывания полевых культур.

Таким образом, сочетание индивидуализированного подхода к культурным растениям c подходом групповым, массовым может и должно привести к получению высокого устойчивого урожая.

6 Обзор конструкций сеялок, почвообрабатывающе-посевных агрегатов и комплексом применяемых на них сошников. Анализ их достоинств и недостатков

6.1 Классификация, посевных машин

Посевные и посадочные машины классифицируют по назначению (виду высевающей культуры), способом посадки или посева и соединению с трактором.

Сеялки бывают универсальные и специальные. Универсальные предназначены для высева семян разнородных сельскохозяйственных культур: зерновых колосовых, бобовых, крупяных, прядильных и масленичных, кормовых трав и др. Специальные - для высева семян одной или двух-трех однородных культур, близких по размерам и нормам высева.

По назначению сеялки подразделяют на зерновые, кукурузные, свекловичные, хлопковые, льняные, овощные и др. Нередко применяют более общую классификацию, разделяя сеялки на рядовые и для посева пропашных культур. Практически все сеялки являются комбинированными, т.к. одновременно с высевом семян вносят минеральное удобрение.

Также сеялки различают по способу посева: рядовые, узкорядные, разбросные и другие сеялки. По компоновке рабочих органов различают сеялки моноблочные, раздельно-агрегатные и секционные. Моноблочные сеялки оборудованы общей рамой, на которой смонтированы все рабочие органы. Эта группа сеялок снабжена одним или двумя бункерами 1 (рисунок 17, а), из которых семена поступают сразу в несколько высевающих аппаратов 2, из них в семяпроводы 3 и далее в сошник 4. Раздельно-агрегатные сеялки состоят из отдельных блоков (модулей), соединенных в единый агрегат. Такие сеялки включают в себя бункер 5 (рисунок 17, б) большой вместимости, смонтированный на тракторе или специальной тележке – блоке, и посевной блок. На бункере закреплен один или два высевающих аппарата (дозатора) 6, связанные центральными трубопроводами 7 с одним или двумя распределителями 8 потоков, смонтированных на раме посевного блока. Распределители соединены семяпроводами 9 с сошниками 10, закрепленными на посевном блоке. Из бункера семена поступают в дозатор, а от него в центральный семяпровод, к распределителям и в сошник. Секционные сеялки состоят из отдельных посевных секций, присоединенных к раме 11 (рисунок 17, в). Каждая секция снабжена бункером 12, высевающим аппаратом 13, механизмом привода, сошником 14, опорными колесами, каточками и загортачами. Раздвигая секции по раме, можно изменять ширину междурядий. Такая компоновка характерна для специальных сеялок, используемых для широкорядного и пунктирного посевов.

Рисунок 17 - Компоновочные схемы сеялок.

а – моноблочная; б – раздельно-агрегатная; в – секционная;

1,5,12 – бункера; 2,6,13 – высевающие аппараты; 3,9 – семяпроводы; 4,10,14 – сошники; 7 – центральный трубопровод; 8 – распределитель потоков; 11 – брус-рама

По способу соединения с трактором сеялки бывают прицепные и навесные. Зерновые сеялки выпускают прицепными, т.к. это позволяет легко составлять широкозахватные агрегаты из 3-6 сеялок, что дает возможность быстро засеять большие площади. Сеялки предназначены для высева культур, возделываемых на относительно небольших площадях ( свекловичные, овощные и т.п.), выпускают навесными.[7]

6.2 Обзор конструкций сеялок

Учеными и конструкторами разработано большое количество комбинированных агрегатов, совмещающих операции посева и предпосевной подготовки почвы. С посевом совмещают пахоту, фрезерование, культивацию, прикатывание, внесение удобрений, лущение, боронование и другие технологические операции. При этом составляют комбинированные агрегаты не только как комбайны, но и компонуются так, чтобы можно было использовать почвообрабатывающие машины и посевные секции раздельно (блоками, модулями). Совмещение операций требует соответствия конструкций разнородных машин, входящих в агрегат, по рабочей скорости, ширине захвата, производительности, тяговому сопротивлению и другим эксплуатационным показателям. Кроме этого, у машин, входящих в комбинированный агрегат, должна быть полная совместимость по агротребованиям (глубина обработки, посева и их отклонения от допустимых значений, дозы удобрений и нормы высева, влажности почвы и рабочего материала, комковатость, гребнистость и выравненность полей, расстояние между сошниками сеялки и проходами, физической спелости почвы, допустимая неровность дна борозды, перекрытия и огрехи и т.д.). Отсюда вытекают и требования к комбинированным агрегатам и их машинам. Требования к средствам обработки почвы и посева постоянно возрастают. Важнейшими из них являются следующие: качество обработки, компактность, бесперебойность работы в условиях влияния послеуборочных остатков, надежное исполнение, легкое присоединение и отсоединение, простота в обслуживании и управлении. Не при всяком совмещении операций можно добиться желаемого эффекта. Так, например, совмещение пахоты и посева не получило широкого распространения. Пахотно-посевной агрегат имеет малую ширину захвата, громоздкий и маломаневренный. Возникает экономическая несовместимость высокоэнергоемкой операции пахоты и менее энергоемкой посевной. Наиболее эффективно использование культиваторных комбинированных агрегатов на возделывании зерновых культур при подготовке почвы и посеве без вспашки. В сеялках-культиваторах для рыхления почвы применяются культиваторные, фрезерные, дисковые, катковые и другие рабочие органы. Культиваторно-сеялочные агрегаты отличаются от традиционных сеялок шириной захвата, расстоянием между сошниками и применением специальных сошников и лап культиватора.

Универсальная зернотуковая гидрофицированная сеялка СЗ-3,6 предназначена для рядового посева (с междурядьями 150 мм) зерновых, гороха, гречихи и других культур с одновременным внесением гранулированных минеральных удобрений. Благодаря применению в сошниках закрытых подшипников качения сокращено время на технический уход, так как уменьшилось количество точек смазки. Агрегатируется с тракторами класса 3-5 в широкозахватных агрегатах с гидрофицированными сцепками. Ширина захвата —3,6 м, агрегатируется с тракторами типа «Беларус», две-три сеялки со сцепкой-с трактором ДТ-75МВ. Сеялка СЗ-3,6 - базовая модель зернотуковых сеялок.

Рисунок 18 – Технологическая схема сеялки СЗ – 3,6.

1- зернотуковый ящик; 2-туковысевающий аппарат; 3- высевающий аппарат для зерна; 4- семяпроводы; 5 – подножная доска; 6 – загортач; 7 – сошник; 8 – сница; 9 – прицеп; 10 – регулятор заглубления; 11 – гидроцилиндр; 12 – рама.

В 1974 г был разработан широкозахватный комбинированный посевной агрегат к трактору Т-150К, предназначенный для одновременной подготовки почвы и посева озимых зерновых культур по пару, полупару и предварительно обработанным занятым парам. Агрегат (рисунок 19) состоит из двух отдельных секций, объединенных сцепкой С-11 или СП-16. Ширина захвата каждой секции - 3,6 м. Из них может быть собран агрегат захватом 10,8 и 14,4 м к тракторам классов 5 и 6. Каждая секция изготовлена на базе серийной зернотуковой прессовой сеялки СЗП-3,6.

Рисунок 19 Схема комбинированного агрегата

1 – самоустанавливающёеся колесо; 2 - культиваторная лапа; 3 - выравнивающий брус; 4 -зуб; 5 - прутковый каток; 6 -сошники; 7 - сеялка; 8 и 9 пружины

При движении агрегата по полю пружинные рыхлящие лапы нарезают бороздки, при этом стойки разравнивают почву. Идущий за лапами брус с зубьями завершает выравнивание поверхности поля. Зубья имеют тупой угол вхождения в почву, что способствует их самоочищению. Расстояние между зубьями в ряду - 75, а между лапами - 150 мм. Сошники сеялки высевают семена на уплотненное дно канавки. Рабочая скорость агрегата - до 10... 12 км/ч. Производительность за час основного времени при ширине захвата 7,2 м - 5 75 га. Число рыхлящих лап и сошников на каждой секции по 24, число зубьев выравнивателя – 48. Технология почвозащитной обработки с оставлением на поверхности поля растительных остатков получает более широкое распространение. Наряду с экономией энергозатрат минимальная обработка почвы служит защитным ее средством от ветровой эрозии. Среди всего комплекса почвозащитной техники важное место занимают посевные машины, особенно сеялки-культиваторы.

Сеялки-культиваторы существенно снижают трудозатраты и расход топлива, полнее загружают энергонасыщенные трактора. Конструкторскими организациями разработаны различные типы сеялок-культиваторов; навесные и прицепные, рядковые и безрядковые, с одновременным внесением граннулированых удобрений (суперфосфата) и прикалывания почвы. Широкое распространение в зонах, подверженных ветровой эрозии получила сеялка-культиватор СЗС-2,1. Она внедрена в сельскохозяйственное производство с 1970 г, и предназначена для посева зерновых на стерневых фонах,(рисунок 16) Сеялку-культиватор СЗС-2,1 разработали ученые и конструкторы Целиноградского СКБ и ВИСХОМа на базе сеялки СЗС-9, выпускаемой Сызранским комбайновым заводом и заводом Белинсксельмаш.

Рисунок 20. Общий вид и схема сеялки-культиватора СЗС-2,1

В сеялке совмещены процессы предпосевной обработки, посева, внесения удобрений и прикатывания. Сеялка имеет съемные культиваторные лапы. Для улучшения качества предпосевной обработки и уменьшения сгруживания почвы культиватор-плоскорез выполнен как в одностоечном, так и в двухстоечном исполнении рабочих органов с углом раствора лап -70°, шириной захвата 115 см и высотой подъема пласта 35 мм.

Сеялки СЗП-3,бА (зернотуковая прессовая прицепная), СЗ-3,6 (зернотуковая универсальная), СЗС-2,1 (сеялка-культиватор зернотуковая стерневая) предназначены для рядкового посева семян зерновых и зернобобовых культур с одновременным внесением в засеваемые рядки гранулированных минеральных удобрений. Рекомендуется для всех зон С использованием сцепок СТТ-16А сеялки агрегатируются. с тракторами ДТ-75М, Т-4, Т-404, Т-150К и типа К-700. Заводы изготовители сеялок: СЗП-3,6 - завод "Сибсельмаш" (г. Новосибирск); СЗ-3.6 - Кировоградский завод сельскохозяйственных машин "Красная звезда"; СЗС-2.1 - Целиноградсельмаш. Сравнить технические характеристики сеялок можно в таблице 6. [5]

Таблица 6 Технические характеристики сеялок

В лесостепных и других условиях, где имеются поля небольших размеров и интенсивное движение по дорогам автотранспорта, наличие мостов, железнодорожных переездов и т.д. эксплуатация таких посевных оценочных агрегатов СЗС-2,1 затруднена. С целью устранения этого недостатка в поисках новых конструктивных решений, обеспечивающих оперативный перевод агрегатов стерневых сеялок СЗС-2,1 одним человеком в транспортное положение с габаритной шириной около 4 м, учеными и конструкторами были проведены большие исследования, учтен опыт зарубежной техники и разработаны новые широкозахватные сеялки-культиваторы СЗС-6 схема на рисунке 18. [11]

Рисунок 21 Схема Сеялка-культиватор СЗС-6

1 -каток; 2 - сошники;3 – зернотуковый ящик; 4 – переднее колесо; 5 - прицеп; 6- параллелограмная подвеска; 7 - рама секции; 8 - гидроцилиндр; 9 -ось; 10 -тяга; 11 - рама; 12-кронштейн; 13 - транспортное колесо; 14 - вилка.

Основными отличительными особенностями сеялок-культиваторов являются: специализация по классам тракторов; применение узлов и устройств, обеспечивающих перевод в транспортное положение одним механизатором; повышение надежности рабочих органов и механизмов; уменьшение ремонтопригодности и технологического процесса, качества посева.

В Эстонском НИИ земледелия и мелиорации на базе сеялок СЗ-3,6 и СЗУ-3,6 разработана комбинированная машина МКПП-3,6, рисунок 22, для предпосевной обработки почвы и посева зерновых культур с одновременным (или раздельным) внесением гранулированных минеральных удобрений. Дисковые сошники серийных сеялок СЗ-3,6 и СЗУ-3,6 заменены на комбинированные рабочие органы, состоящие из культиваторных пружинных зубьев КПЦ-90 и семяпроводов с дефлекторами. Машина оборудована выравнивающим приспособлением и прутковыми катками, агрегатируется с трактором МТЗ-80/82, а при помощи сцепок - с трактором Т-150К(2...3 машины) и К-700(4... 5 машин). [5]

Рисунок 22 Комбинированная машина МКПП-3,6

1 -сцепное устройство; 2 - подъемное устройство рабочих органов; 3 - колесо; 4 - ящик для семян; 5 - рама; 6 – прутковые катки; 7 - сошники; 8 - ограничительная цепь; 9 – выравниватель.

Учеными и конструкторами Сибирского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук (СИБИМЭ СО РАСХН) разработана прицепная почвообрабатывающая посевная машина (ППМ) "Обь-4".

Рисунок 23 Почвообрабатывающая посевная машина Обь-4" конструкции СИБИМЭ СО РАСХН

Она предназначена для сплошной обработки и крошения почвы, создания уплотненного семенного ложа, образования верхнего рыхлого мульчирующего слоя, ленточного посева зерновых и зернобобовых культур (по стерневым, зяблевым, паровым и другим фонам), уничтожения сорняков (подрезания и вычесывания) и выравнивания поверхности поля. При необходимости ППМ может быть оборудована и для внесения минеральных туковых удобрений.

Рисунок 23 Схема работы ППМ "Обь-4

Полосовой посев (по типу "Конкорд"), обеспечиваемый агрегатом, дает возможность увеличивать площадь питания, вследствие чего повышается урожайность (на 15... 30%), уменьшается полеглость растений и повышается качество зерна. Схема работы машины показана на рисунке 23.

7. Обоснование ленточного способа посева с разноуровневым размещением семян и удобрений

В комплексе работ по возделыванию сельскохозяйственных культур посев занимает одно из ведущих мест. От способа посева с обеспечением всех агротребований во многом зависит урожайность возделываемых культур. Качество посева принято оценивать равномерностью распределения семян, как по площади поля, так и по глубине заделки. Чем они равномернее распределены, тем лучше условия питания и освещения растений, дружнее всходы, меньше внутривидовая конкуренция и внедрение сорной растительности, следовательно, выше урожай. Семена должны быть, уложены на твёрдое влажное ложе, заделаны на заданную глубину, присыпаны, опять же, влажной почвой, которая для лучшего контакта с семенами должна быть прикатана сверху и прикрыта мульчирующим слоем. По данным ВИМ из-за не выполнения данных условий наиболее распространенными посевными агрегатами с дисковыми сошниками ежегодно не добирается 15-20% зерна.

Наиболее полно отвечают требованиям равномерного распределения семян зерновых культур по площади - сплошной и ленточный способы посева. Как показывают исследования и практические опыты, в засушливых зонах степи и лесостепи Сибири высокой эффективностью обладает ленточный посев. Семена, расположенные лентой оказываются в наиболее комфортных, для прорастания и развития, условиях по обеспеченности площадью питания, влагой и теплом. Чтобы они к тому же были равномерно обеспечены питанием, необходимо распределить их рационально по площади ленты.

Приемлемый способ посева и качество его выполнения в большей степени позволяют реализовать генетический потенциал возделываемых культур. Каждая культура требует для нормального развития определенной площади питания. Исходя из этого, обосновывается оптимальная густота стояния растений, при которой учитывается не только максимальная продуктивность одного растения, но и суммарная урожайность.

Урожайность определяется количеством растений на единице площади и их средней продуктивностью. Проблема повышения урожайности может быть решена увеличением количества растений на единице площади. До некоторого, определённого для каждой культуры значения, этот приём даёт положительный эффект. При дальнейшем росте количества растений на единице площади их средняя продуктивность резко снижается и урожайность больше не повышается. При этом возрастает потребность в семенах, а семенное зерно, особенно на ранних стадиях размножения, является тем потенциалом, который нужно использовать с максимальной отдачей. Необходимо увеличивать среднюю продуктивность растений, создавая благоприятные условия для их роста и развития путём рационального распределения по площади.

В настоящее время большая часть зерновых культур высевается рядковым способом сеялками типа СЗП-3,6 с дисковыми сошниками. Преимуществом их по сравнению с лаповыми сошниками сеялок типа СЗС-2,1, Обь-4-ЗТ и др. является индивидуальное копирование поверхности поля с более равномерной глубиной заделки семян. Однако рядковый способ посева не удовлетворяет требованиям рационального размещения семян по площади питания.

Проблеме обеспечения оптимального пищевого режима растений посвящены работы И.И. Синягина, И.С. Шатилова, Н.С. Авдонина, З.И. Журбицкого, Т.Н. Кулаковской и др. По данным многих авторов одним из путей оптимизации площади питания зерновых культур является использование ленточного посева, обеспечивающего расположение растений близкое к квадратному. При этом результатами проведенных исследований, проводившихся В.А. Ма, Г.М. Бузенковым, В.А. Пахмутовым и др. установлено что, ленточный способ посева, реализованный с помощью устройств для подпочвенно-разбросного распределения семян даёт наилучшие результаты, т. к. при этом меньше испарение влаги из почвы и семена располагаются на твёрдое ложе и во влажном слое. Применение подпочвенно-разбросного посева зерновых с образованием лент обеспечивает прибавку урожая от 7 до 30%.

Ленточный посев синтезирует положительные свойства подпочвенно-разбросного и ленточного посевов зерновых культур, что обеспечивает лучшие условия для развития растений. Не менее существенной является проблема внесения минеральных удобрений. В условиях, когда сельские товаропроизводители испытывают постоянный недостаток финансовых средств, не имеют возможности приобрести достаточное количество минеральных удобрений и при постоянном росте цен на энергоносители и удобрения, возникает вопрос о внедрении новых энерго и ресурсосберегающих технологии, например, технологии разноуровнего внесения семян и минеральных удобрений.

Дело в том, что при поверхностном внесении удобрений с последующей заделкой их лаповыми культиваторами 40-50% удобрений размещается в верхнем, часто пересыхающем слое (0-5 см), та же картина и при внесении рядкового удобрения. В условиях сухой погоды всходы зерновых культур в этом случае слабо обеспечиваются минеральным питанием. В то же время широко известно, что семена сорняков в основном всходят с глубины до 3-5 см и питательные вещества удобрений, в первую очередь используются сорняками. Небольшой дождь и хорошая внутрипочвенная или наземная роса могут спровоцировать семена сорняков на прорастание. А в условиях хорошего увлажнения почвы всходы сорняков появляются раньше всходов зерновых культур и могут успешно конкурировать с культурными растениями. При размещении удобрений на глубину 6-8 см ниже засеянных полос или лент зерновых культур, наоборот, в первую очередь, благоприятные условия питания получат всходы культурных растений. В результате культурные растения в течение вегетационного периода становятся более конкурентоспособными по отношению к сорнякам. Уменьшаются потери азота от испарения.  «Адресное» внесение удобрений также устраняет формирование дополнительных непродуктивных побегов растений, снижает влажность зерна при уборке на 4–6 % по сравнению с обычной технологией применения удобрений и сокращает затраты на его подсушивание. Ленточный посев и технология разноуровневого размещения семян и удобрений является основным направлением совершенствования технических средств для их выполнения. Внесение минеральных удобрений на 6 – 8 см ниже глубины заделки семян (рис.24) во влажную зону почвы, подпитывает корневую систему в период формирования растения и колоса и создает благоприятные условия для их роста и развития, увеличивается рост стебля и образования колоса, а соответственно и зерна.

Рисунок 24 – Схема ленточного посева семян и удобрений с разноуровневым их рамещением.

8. Обоснование конструктивно–технологической схемы модернизированной машины

Основной задачей ведения современного сельского хозяйства является повышение продуктивности и производительности при одновременном сокращении издержек производства. Эта задача проявляется в необходимости значительного повышения урожайности, в частности зерновых, при одновременном значительном (до 30…50%) сокращении затрат на проведение полевых работ.

Традиционная обработка почвы с использованием плуга, приводит к чрезмерному рыхлению, вызывающее не только разрушение структуры почвы, но и приводит к гибели бактерий и микроорганизмов, живущих в различных слоях почвы, способствует развитию почвенной эрозии и смыву плодородного слоя. Разрешить возникший комплекс проблем, возможно только кардинально изменив как саму технологию выполнения полевых работ, так и, прежде всего, технику. Все исследователи склоняются к одному выводу: необходима минимизация обработки почвы и что она возможна только при условии рыхления почвы без оборота пласта, то есть бесплужно.

Одним из приемов по минимизации воздействия машин и орудий на почву является «прямой посев». В большинстве случаев, после сбора урожая, проводится мелкое лущение стерни для поверхностной заделки соломы. Для основной обработки почвы, то есть для максимально глубокого рыхления пахотного слоя, применяются преимущественно орудия с не оборачивающими рыхлителями, которые сохраняют естественную конфигурацию слоев почвы. Они используются только после многолетнего отсутствия вспашки с постепенным уменьшением рабочей глубины и часто в сочетании с комбинированными посевными агрегатами. Рабочий орган для прямого посева должен как можно меньше перемешивать почву, провести подрезание сорняков, ленточный посев с разноуровневым размещением семян и минеральных удобрений.

Конструктивная схема такого органа представлена на рисунке 25.

Рисунок 25 – Схема рабочего органа для ленточного посева с разноуровневым размещением семян и удобрений.

1 – стойка; 2 – колено; 3 – раструб; 4 – долото; 5 – лапа культиваторная;

В представленном дипломном проекте предлагается модернизировать стерневую сеялку СЗС – 2,8 , заменой лапового сошника на принципиально новый рабочий орган, который позволит вносить семена и удобрения на разном уровне при ленточном посеве причем удобрения будут находится на 5 – 6 см ниже уровня заделки семян. При выборе способа посева принимались во внимание наблюдения и рекомендацияи И.Е. Овсинского, которые показывают ненужность и даже вредность глубокой обработки почвы для рекомендуемого им и принятого нами способа посева.

В предлагаемом варианте посевной агрегат должен как можно меньше рыхлить и перемешивать почву, безотказно работать как на сухих так и на влажных почвах с большим количеством растительных остатков. Выбран рабочий орган с клиновым сошником, который лишен недостатков зубовых сошников, выгодно отличается от дисковых и позволяет реализовать технологию разноуровневого внесения семян и удобрений. Хотя семена, расположенные лентой в бороздках оказываются в наиболее комфортных, для прорастания и развития, условиях по обеспеченности влагой и теплом но чтобы они к тому же были равномерно обеспечены питанием, необходимо распределить их рационально по площади ленты. Важным фактором для получения равномерно высокой продуктивности растений при ленточном посеве является определение принципа рационального размещения семян по ширине ленты с учётом «краевого эффекта». В связи с наличием междурядий (не засеянной полосы), растения находящиеся по краям ленты и в середине имеют разные условия для развития: у крайних растений лучше освещённость, их корневые системы могут беспрепятственно занимать не занятую площадь, тогда как средние вынуждены преодолевать для этого внутривидовую конкуренцию со стороны первых, и как следствие - формирование доминантных и подчинённых растений. Для решения этого вопроса мы предлагаем установить в области подачи семян в ленты распределитель семян представленный на рисунке 26.

Рисунок 26 – Распределитель семян.

В целях более тщательного крошения комков в слое формирования поверхностного мульчирующего влагосберегающего слоя при проведении посева применяют катки. Причем при традиционной технологии в качестве самостоятельного приема с применением катковых агрегатов. Многообразие конструкций катков требует обоснованного их выбора для достижений требуемых целей. В последние годы практика показала, что более качественные результаты работы достигаются при применении катков струнного типа, которые и получают широкое применение. Рабочие элементы этих типов катков хорошо взаимодействуют с обрабатываемым слоем почвы по ширине захвата и направлении движения обеспечивая необходимое крошение, уплотнение, выравнивание, вычесывания сорняков из слоя и формирования поверхностного мульчирующего влагосберегающего слоя.

Рассмотренный тип катков предлагается нами для работы в комплексе с стерневой сеялкой. Процесс работы предлагаемого типа катка показан на рисунке 27.

Рисунок 27 – Схема работы катка струнного 1-вал; 2-струна; 3-диск.

А –крупноагрегатный слой с растительными остатками; Б – уплотненный капиллярный слой; В – мульчирующий влагосберегающий слой.

9 Описание устройства, процесса работы и регулировок проектируемой машины

9.1 Устройство

Модернизированная сеялка для посева зерновых культур бороздково-ленточным способом выполнена на базе серийной сеялки СЗ – 2,8. Модернизация заключается в изменении конструкции сошниковой секции и замене гладкого катка на струнный. Остальные элементы остаются без изменений.

Предполагаемая модернизируемая машина предназначена для разноуровневого внесения семян и удобрений, причем удобрения вносятся на 5 – 6 см ниже уровня семян. Технологическая схема сеялки представлена на рисунке 27.

Рисунок 28 – Технологическая схема модернизированной сеялки.

1 – прицеп; 2 – гидроцилиндр; 3 – ящик зернотуковый; 4 – редуктор; 5 – доска подножная; 6 – рама; 7 – каток; 8 – колесо опорное; 9 – сошник; 10 – колесо самоустанавливающееся.

Технологическая схема сошника представлена на рисунке 28.

Рисунок 29 – Технологическая схема сошника.

1 – стойка; 2 – колено; 3 – раструб; 4 – долото; 5 – лапа культиваторная;

Сошники крепятся на трех поперечных брусьях по четыре сошника на каждом с помощью болтов, гаек, шайб и служат для подрезания стерни, сорняков, рыхления почвы на глубину 5…10 см и равномерного высева семян и удобрений. Сошник состоит из стойки 1, лапы 5, колена 2, раструба 3, долота 4. Лапа крепится к стойке болтами, гайками, шайбами. Колено крепится к стойке теми же болтами, что и лапа. Долото и раструб крепится к колену тоже болтами, шайбами и гайками.

Каток в сборе (рисунок 29) служит для выравнивания и уплотнения почвы засеянной зоны и передачи вращения на валы высевающих и туковых аппаратов сеялки. Состоит из рамы катка 1, со стойками для присоединения к сеялке, 2 – струны непосредственного рабочего органа, 3 - блока звездочек, 4 – вала на подшипниковых опорах.

Рисунок 30 - Каток.

1 – рама; 2 – струна; 3 – блок звездочек; 4 – вал.

9.2Рабочий процесс

Почвообрабатывающий посевной агрегат работает следующим образом: перед началом работы производят заглубление в почву на глубину высева (50 - 60 мм) сошников 9, закрепленных фронтально на раме 6, опирающейся опорные колеса 8, для обеспечения работы сеялки необходимо соединить ее с прицепной серьгой и гидросистемой трактора. Затем поставить рычаг гидрораспределителя трактора в плавающее положение. При этом шток гидроцилиндра 2 втянется, а рабочие органы сеялки заглубятся (заглубление должно происходить при движении сеялки). Колеса задние поднимутся и от катка будет передаваться вращение на валы высевающих аппаратов. При движении почвообрабатывающее – посевного агрегата сошники 9 на установленной глубине подрезают почву и сорняки, разрыхляют, частично сдвигают верхний слой почвы и образуют под каждой стрельчатой лапой горизонтальную борозду – ленту шириной (например, 200 мм) с уплотненным дном, на которую через колено 2 (рис.28) поступают из зернотукового бункера 3 , с помощью распределителя установленного в колене по краям борозды формирует 2 ленты из семян. Долото 4 , закрепленное ниже на 50 – 60 мм уровня стрельчатых лап, проходит по центру борозды и формирует еще одну борозду шириной 50 мм , в которую подаются удобрения при помощи раструба 3.

Установленные вслед, посредством тяги 5 (рис. 29) , шарнирно соединенной с рамой сеялки, прикатывающий каток 7 (рис.27) уплотняют почву засеянных лент и формирует поверхностный мульчирующий влагосберегающий слой непосредственно над высеянными семенами, обуславливая тем самым более тесный контакт их с почвой, предотвращая образования корки и уменьшая испарения влаги. Применение шарнирного соединения тяги с рамой 1 позволяет прикатывающим каткам приспосабливаться к рельефу поля. Закрепленные за катками загортачи разравнивают вуаль почвы засеянной площади.

9.3 Регулировки

Порядок и способы регулирования нормы и равномерность высева, а так же положения клапана высевающего аппарата у модернизированной сеялки остаются неизменными от базовой модели. Общая и индивидуальная регулировка глубины посева выполняются по прежней методике. Глубина заделки удобрений регулируется с помощью относительного перемещения долота и стойки, что достигается при помощи прорезей расположенных на кронштейне долота 4 (рис.29). Общая глубина заделки семян и удобрений производится с помощью ограничителя установленного на рабочей чести штока гидроцилиндра 2 (рис. 28), путем относительного перемещения ограничителя вдоль оси штока гидроцилиндра. Правильно настроенная и отрегулированная сеялка работает в допустимых значениях согласно агротехнических требований.

Страницы: 1, 2, 3, 4