Дипломная работа сеялки. Модернизация зерновой стерневой сеялки для ленточного способа посева
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
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. |