Классификация посевных машин и их основных рабочих органов
Сеялки
В общем комплексе сельскохозяйственных машин сеялки занимают одно из ведущих мест и, несмотря, казалось бы, на их историческую давность и идентичность назначения (внести семена в почву), отличаются значительным многообразием конструкций и названий. Это объясняется, прежде всего, наличием большого количества сельскохозяйственных культур с резко различающимися свойствами семян, недостаточным использованием модульного принципа проектирования и, наконец, отсутствием четкой классификации как способов посева, так и самих посевных машин.
Со времен академика В. П. Горячкина, положившего начало систематизации сеялок, разработано и опубликовано более десятка классификаций посевных машин, в основу которых положены самые различные признаки: способ посева, назначение, тип высевающего аппарата, способ агрегатирования, конструкция и род двигателя, вид высеваемых семян и другие. В большинстве из них классифицирующие признаки трактуются по-разному, в результате чего одни и те же сеялки имеют разные названия и наоборот, сеялкам, по многим признакам отличающимся друг от друга, дается одно и то же название. Так, в работах [161, 260, 289, 414, 422] сеялки гнездовые, квадратно-гнездовые, пунктирные и т. п. объединены по способу посева, в то время как А. Н. Карпенко [219] и А. Н. Семеновым [420] в общей классификации они отнесены к группе специальных, а в трудах Г. М. Бузенкова [90] и других литературных источниках [85, 451] они группируются по технологическому признаку и названы пропашными. В классификации И. С. Терещенко [4М] в группу сеялок, объединенных по признаку размещения семян на поле, отнесены прессовые и бороздковые, т. е. сеялки, отличительными особенностями которых являются принцип работы бороздообразующих устройств и назначение.
Существенным недостатком классификации посевных машин по конструктивным особенностям (по типам) высевающих аппаратов [216] является то, что она не в полной мере объединяет современные сеялки по тем общим признакам, которыми они обладают. Кроме того, наличие значительного количества высевающих аппаратов, отличающихся как по конструктивному оформлению, так и принципу работы, делает эту классификацию громоздкой и мало полезной при разработке новых посевных машин.
Рис. 2.1. Классификация посевных машин.
Отсутствие единства в вопросах систематизации посевных машин обусловило необходимость в разработке такой классификации посевных машин и их основных рабочих органов, которая бы учитывала научно-технические достижения последних лет и оказала существенную помощь конструкторам при разработке новых, более совершенных сеялок, отвечающих современным требованиям сельскохозяйственного производства.
В основу предлагаемой общей единой классификации посевных машин (рис. 2.1) положен технологический принцип, объединяющий три основных разделительных признака: высеваемая культура, вид размещения семян на засеваемом поле и способ агрегатирования.
По роду высеваемой культуры все посевные машины с учетом Государственных стандартов СССР [137, 138, 139, 141, 142] могут быть разделены на зерновые (для высева злаковых культур), кукурузные, свекловичные, хлопковые, овощные, бахчевые, льняные, лесные и комбинированные (зернотравяные, зернобобовые, рисозерновые, зернольняные и др.). Само название сеялок в данном случае учитывает уже и их назначение. Некоторые из перечисленных сеялок оборудуются приспособлениями для внесения минеральных удобрений, которые не являются их составной частью. Сеялки, у которых эти приспособления представляют вместе с ней единую конструкцию, относятся к комбинированным машинам.
По виду размещения семян на засеваемом поле сеялки могут быть разделены на обычные рядовые, узкорядные, односемянные (пунктирные), гнездовые, квадратно-гнездовые и сплошного сева (безрядковые, или, как принято их называть, разбросные). Некоторые из них в зависимости от конструкции высевающего аппарата и сошниковой группы могут обеспечивать различные виды размещения семян.
По способу агрегатирования с энергетическими средствами посевные машины подразделяются на прицепные, навесные и навешиваемые (монтируемые). Последние в большинстве случаев агрегатируются с самоходными шасси или являются неотъемлемой частью посевных комбинированных агрегатов.
Зерновые, комбинированные, а также кукурузные и некоторые другие сеялки первых моделей являются прицепными и агрегатируются с тракторами 14-20 кН. Сеялки для высева пропашных культур, в том числе и кукурузы, последних лет разработки, как правило, навесные с использованием трехточечной навески или специальных устройств (сцепок), обеспечивающих одновременное агрегатирование двух и более сеялок.
Современные овощные сеялки в общей классификации посевных машин относятся к группе рядовых и по виду размещения семян подразделяются на обычные рядовые, пунктирные (односемянные) и гнездовые.
Для полосового (широкополосного) и узкострочного посева семян овощных культур используют обычно рядовые сеялки, оборудованные специальными сошниковыми системами (широкополосными или узкострочными сошниками, специальными загортачами и прикатывающими катками).
Овощные пунктирные сеялки с пневматическими высевающими аппаратами последних моделей, как правило, используются и для гнездового посева. Все овощные сеялки, за исключением навешиваемых на самоходное шасси, навесные на тракторы класса 14—20 кН.
Для сплошного посева семян овощных культур (овощной горох и др.) применяют зерновые узкорядные сеялки с приспособлениями для послепосевного прикатывания почвы. В некоторых случаях прикатывание осуществляется как самостоятельная операция.
Отдельную группу овощных сеялок представляют гидравлические и сеялки для укладки и заделки в почву семян, помещенных во влагорастворимую ленту, таблетки или брикеты, а также пар- никово-тепличные и для посева лука-севка. Первые ввиду сложности конструкций и низкой надежности технологического процесса, а вторые из-за трудности закладки семян в ленту и таблетки широкого распространения не получили и пока остались на стадии экспериментирования.
Овощные парниково-тепличные сеялки, в отличие от полевых, могут быть разделены на ручные, самоходные, навесные и полунавесные.
Ручные сеялки в процессе работы перемещаются сеяльщиком, а самоходные — с помощью электрического привода или двигателя внутреннего сгорания. Навесные агрегатируются с малогабаритными тракторами и самоходными (мостовыми) шасси, полунавесные — с мотоблоками или электрофрезами.
Самоходные и полунавесные сеялки управляются рядом идущим оператором, навесные — трактористом.
Ручные сеялки имеют небольшую ширину захвата и используются в парниках и теплицах; самоходные, навесные и полунавесные — на посеве в пленочных рассадных теплицах.
Сеялки для посева лука-севка по виду размещения посевного материала могут быть разделены на обычные рядовые (неупорядоченное распределение севка в ряду) и пунктирные -(односевковые).
Последние модели сеялок для посева лука-севка, как правило, навесные с использованием трехточечной навесной системы.
Высевающие аппараты
Высевающий аппарат — один из наиболее важных рабочих органов сеялки. Он служит для отбора из общей массы определенного количества семян и формирования исходного потока их с заданными параметрами. Поэтому достоинства и недостатки сеялок, относительно качества распределения семян в ряду и в целом на засеянном поле, главным образом определяются работой высевающих аппаратов.
К настоящему времени в литературе опубликовано несколько классификаций высевающих аппаратов сеялок вообще [90, 437] и овощных в частности [408, 412]. Однако многие из них за давностью не в полной мере отражают особенности конструкций, созданных в последние годы, другие не согласуются между собой по классифицирующим признакам, что, естественно, вносит определенные трудности при анализе существующих и разработке новых конструкций.
Из классификаций высевающих аппаратов овощных сеялок, разработанных к настоящему времени, наибольший интерес представляет предложенная А. М. Рузаевой и И. К. Смирновым [412]. В этой классификации в качестве разделительного признака приняты принцип действия аппаратов и конструктивное оформление их высевающих устройств, что придало ей более универсальный характер с возможностью охвата как существующих, так и вновь создаваемых моделей. Однако она разработана применительно только к овощным сеялкам точного высева и не включает ряд конструкций высевающих аппаратов иных принципов работы.
Рис. 2.2. Классификация высевающих аппаратов овощных сеялок.
По принципу действия (захвата семян) высевающие аппараты современных овощных сеялок могут быть разделены на механические, пневматические, пневмомеханические и гидравлические.
Механические аппараты по конструктивному выполнению и принципу действия основного рабочего органа, осуществляющего отбор семян их общей массы и создающего семенной поток, можно разделить на катушечные, чашечные (внутриреберчатые), шнековые, вибрационные, центробежные, ложечные, ячеистые и аппараты для укладки семенной влагорастворимой ленты.
Катушечные аппараты подразделяются на желобчатые, штифтовые и канавочные. На последних моделях овощных сеялок с катушечными высевающими аппаратами используются желобчатые катушки как с постоянными, так и с переменными геометрическими параметрами желобков.
Ячеистые высевающие аппараты по расположению ячеек на подвижных частях делятся на дисковые, ленточные, шиберные и барабанно-штоковые. В аппаратах ленточного типа ячейки выполняются на поверхности перемещаемой бесконечной ленты и могут быть сквозными или глухими, в дисковых — на вращающейся цилиндрической или торцевой поверхностях, в шиберных — на пластинах, совершающих возвратно-поступательное движение. В ленточных аппаратах используются как одна, так и две бесконечные ленты. В двухленточном аппарате захват семян осуществляется совпадающими между собой полусферическими ячейками в момент соприкосновения рабочих ветвей лент, а выброс — в момент расхождения.
Дисковые аппараты по расположению высевных устройств (дисков) подразделяются на аппараты с горизонтальной, вертикальной и наклонной осью вращения.
Все механические аппараты, за исключением ячеистых, ложечных, барабанно-штоковых и для укладки влагорастворимой семенной ленты, используются в овощных сеялках для обычного рядового посева; последние, как правило, в сеялках пунктирного и гнездового размещения семян.
Из ячеистых аппаратов большей популярностью пользуются: в странах Западной Европы и США — дисковые с горизонтальной осью вращения, в Скандинавских странах и Англии — ленточные. Ложечные аппараты больше всего применяются у себя на родине — в Швеции, а также в некоторых западноевропейских странах.
Внутриреберчатые, вибрационные, шнековые, центробежные, барабанно-щтоковые аппараты и устройства для укладки влагорастворимой лeнtы не нашли широкого применения: одни — ввиду сложности и высокой стоимости конструкций, другие — вследствие низкого качества посева.
Пневматические высевающие аппараты по конструктивному оформлению высевающих устройств могут быть разделены на дисковые, барабанные, пальцевые (штоковые) и аппараты без подвижных частей, работающие как на вакуумном принципе, так и на принципе нагнетания воздуха в семенную камеру. В обоих случаях семена прижимаются к отверстиям (ячейкам) высевающих устройств воздушной струей, удерживаются и переносятся ею до места сброса. Сбрасывание семян обычно осуществляется путем прекращения подачи воздуха (экранирования) или механическими сбрасывателями.
Дисковые пневматические аппараты, так же как и дисковые механические, подразделяются на аппараты с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Присасывающие отверстия у них выполняются на торцевых поверхностях дисков, соприкасающихся с одной стороны с воздушной камерой, с другой — с семенным материалом, находящимся в соответствующих емкостях (бункерах). Наибольшее распространение за рубежом получили аппараты с горизонтальной осью вращения, расположенной перпендикулярно направлению движения. Они проще по конструкции, обладают достаточно высокой надежностью технологического процесса и, что не менее важно, по своим габаритам хорошо вписываются в общую компоновку сеялки.
Щелевые пневматические аппараты являются некоторой разновидностью дисковых и барабанных, так как присасывающие щели в них представляют собой зазоры между дисками или барабанами, насаженными на одну, как правило, горизонтальную ось. Большинство из них не обеспечивает точного посева, но создает достаточно равномерную плотность потока семян, что выгодно отличает их от механических аппаратов обычного рядового посева.
В зависимости от места подачи семян к присасывающим отверстиям барабанные пневматические аппараты можно разделить на два типа: аппараты с подачей на внешнюю поверхность барабана и аппараты с подачей семян в его внутреннюю полость. Этот разделительный признак является весьма существенным, так как он определяет конструктивные особенности многих частей аппарата и, в частности, ем;<ости для семян, семяпровода и его присоединения к сошникам и др. Многие барабанные аппараты имеют горизонтальную ось вращения, расположенную перпендикулярно направлению посева. Присасывающие отверстия аппаратов первого типа могут быть выполнены на гладкой поверхности барабана, на ниппельных съемных присосках, выступах и впадинах (ячейках) и располагаются они в один или несколько рядов. Аппараты с отверстиями в ячейках предназначены обычно для высева семян группами (гнездовой посев), остальные — для высева единичных семян (пунктирный посев). Достоинством барабанных аппаратов с наружным присасыванием семян по сравнению с внутренним является простота конструкции и возможность обеспечения меньшей высоты падения семян. К числу основных недостатков следует отнести невысокую количественную стабильность высева, что обусловлено отсутствием надежных устройств для удаления лишних семян.
В барабанных аппаратах с внутренним присасыванием этот вопрос решается без дополнительных каких-либо устройств за счет гравитационных сил самих семян в процессе движения их от зоны присасывания до места сбрасывания в семяпровод.
Имеются также конструкции аппаратов [584], в которых подача семян осуществляется одновременно на внешнюю поверхность и во внутреннюю полость барабана. В этом случае разгрузка высевающих отверстий (выброс семян в семяпровод) производится либо поочередно (пунктирный посев), либо одновременно (гнездовой посев).
Пальцевые (штоковые) пневматические аппараты, несмотря на свою историческую давность, из-за сложности конструкций, низкого качества высева и слабых скоростных возможностей не нашли применения в современных овощных посевных машинах. Некоторые из них используются в парниково-тепличных сеялках и устройствах для дозирования и заделки семян в торфо-перегной- ные горшочки.
Пневматические высевающие аппараты без подвижных частей от прочих аппаратов этой группы отличаются тем, что отбор из общей массы и транспортирование семян в них осуществляется воздушным потоком (воздушной струей) без каких-либо механических воздействий. Ряд работ, проведенных как у нас в стране [19, 22, 41, 46, 197, 489], так и за рубежом [356, 577], подтверждают работоспособность и принципиальную возможность использования таких высевающих систем. Однако, несмотря на их некоторые преимущества (универсальность, отсутствие вращающихся частей — звездочек, цепей, дисков и т. д.), они ввиду сложности воздушных распределительных устройств и значительного варьирования аэродинамических свойств семян даже в пределах одной культуры и сорта, не нашли применения и остались пока на стадии лабораторно-полевых установок. Имеющиеся сеялки с такими высевающими системами (система «Аккорд» фирмы «Вай- сте»), как правило, используются для обычного рядового посева.
Пневмомеханические высевающие аппараты по конструкции делятся на дисковые, барабанные и ленточные. К группе пневмомеханических аппаратов в данном случае отнесены высевающие устройства, в которых пневматика служит для улучшения захвата и выноса семян из общей массы. Дальнейшее транспортирование и обеспечение равномерной подачи семян в этих аппаратах осуществляется специальными механическими устройствами.
На дисковых и барабанных аппаратах присасывающие отверстия и специальные механические захваты (ребра, вилочки, пилообразные зубья, лоточки и др.) располагаются на внешней или внутренней поверхности высевающих устройств. В некоторых конструкциях отверстия выполняются непосредственно на захватах. В том и другом случаях роль механических захватов сводится к разрушению сводов, образующихся в массе семян, т. е. более интенсивной и надежной подаче их к присасывающим отверстиям, а также транспортированию семян в сошник или непосредственно в раскрытую им борозду.
В ленточных пневмомеханических аппаратах захватывающими устройствами являются сквозные ячейки (отверстия), которые в процессе движения ленты постоянно соприкасаются с вакуумной камерой. Разряжение в ячейках способствует лучшему заполнению и удержанию семян в них до момента сбрасывания. Дополнительное вакуумное оборудование, естественно, усложняет конструкцию аппарата. Однако учитывая их повьшленную скоростную возможность и высокую технологическую надежность, они могут быть отнесены к числу перспективных и рекомендованы для использования при разработке новых, более совершенных овощных сеялок точного высева.
Разновидностью пневмомеханических аппаратов в некоторой степени являются вакуумные аппараты с присасывающими отверстиями, расположенными на выступах, ниппельных присосках и ячейках. Учитывая, однако, что захват, удержание и транспортирование семян в них осуществляются преимущественно за счет создаваемого разряжения, эти аппараты отнесены нами в группу пневматических.
Гидравлические высевающие аппараты предназначены в основном для пунктирного и гнездового высева пророщенных семян овощных культур. В основу этих аппаратов положен принцип объемного дозирования суспензии, состоящей из жидкости и равномерно распределенных в ней семян. В качестве рабочей жидкости обычно используют воду или гель. Дозирующие устройства, как правило, представляют собой поршневые насосы или клапанные системы, обеспечивающие порционную подачу суспензии по трубопроводам непосредственно в почву (по принципу фумигации) либо борозды, открытые сошниками. Норма высева семян устанавливается путем изменения содержания их в суспензии объема подаваемой порции. Качество работы этих аппаратов главным образом определяется равномерностью распределения семян в жидкости, т. е. постоянством плотности суспензии.
В некоторых конструкциях гидравлических аппаратов [45, 48] жидкость используется только для транспортирования семян в почву. Дозирование семян и жидкости осуществляется раздельно, а смешивание их происходит в изолированной гидроимпульсной камере, откуда под напором приготовленная суспензия по специальному патрубку (насадке) подается в почву. Глубина заделки семян при этом регулируется величиной гидроимпульса.
Все существующие модели гидравлических высевных устройств по качеству дозирования семян уступают пневматическим аппаратам, ввиду чего они не нашли широкого применения в овощных и других сеялках.
Высевающие аппараты современных парниково-тепличных сеялок по принципу действия могут быть разделены на механические и пневматические.
Механические аппараты относятся к ячеистому типу и, как правило, используются на ручных сеялках. Ячейки в них располагаются либо на наружной поверхности вращающихся валиков, либо на пластинах (шиберах), совершающих возвратно-поступательное движение. Пневматические подразделяются на барабанные, дисковые и пальцевые. Присасывающие отверстия у барабанных аппаратов выполняются на цилиндрической поверхности тонкостенной трубы, у дисковых — на выступах по периферии диска или на его торцевой поверхности, у пальцевых — на боковых или торцевых поверхностях пальцев. Пневматические аппараты имеют преимущественно горизонтальную ось вращения, перпендикулярную направлению посева.
Высевающие аппараты сеялок для посева лука-севка по принципу действия делятся на механические и пневмомеханические, а механические, в свою очередь, — на катушечные, дисковые, ленточные и шнековые.
Рабочие органы высевающих аппаратов
Качество работы пневматических, пневмомеханических и других аппаратов точного высева во многом зависит от совершенства устройств для удаления лишних семян, прочистки присасывающих отверстий (ячеек) и сбрасывателей. По принципу действия эти устройства могут быть разделены на механические и пневматические; механические, в свою очередь, подразделяются на устройства активного и пассивного действия.
Механические устройства для удаления лишних семян активного действия выполнены в виде вращающихся щеток, металлических или обрезиненных роликов. Устройства пассивного действия представляют собой различного рода гребенки, вилочки, плоские щетки и др. На некоторых пневматических аппаратах барабанного типа лишние семена снимаются путем вибрации рабочей поверхности высевающего аппарата. Для этих целей используются разнообразные кулачковые механизмы, которые с определенной частотой наносят удары по поверхности барабана, приводя ее в колебательное состояние. Под воздействием ударных импульсов лишние, обычно слабоудерживаемые у присасывающих отверстий семена отделяются и под собственным весом падают обратно в бункер.
Пневматические устройства для удаления лишних семян работают по принципу сдувания (выдувания) воздушной струей и применяются в большинстве случаев на пневматических аппаратах с присасывающими отверстиями на гладкой поверхности высевающих устройств.
В некоторых работах [196] приводятся данные о возможности удаления лишних семян путем всасывания их в специальные патрубки, вокруг которых образуется аэродинамическое поле, отличающееся по величине и направлению от поля, создаваемого присасывающими отверстиями. Слабоудерживаемые семена, проходя через это поле, уносятся им и через патрубки подаются либо обратно в бункер, либо в специально имеющуюся для этих целей емкость.
Практическая применимость такого способа, безусловно, требует детального изучения и соответствующей конструктивной разработки.
Механические устройства для удаления лишних семян активного действия в виде обрезиненных роликов обычно применяются в ячеистых механических, барабанных и ленточных пневматических аппаратах с присасывающими отверстиями в ячейках, пассивные — в дисковых и барабанных пневматических с отверстиями на гладкой поверхности. Достоинством устройств активного действия является надежность работы, недостатком — сложность привода и возможность дробления семян. Механические устройства проще по конструкции, практически исключают дробление, но не обеспечивают надежность снятия лишних семян.
К числу недостатков пневматических устройств для снятия лишних семян следует отнести, прежде всего, отсутствие стабильности процесса сдувания, обусловленной, с одной стороны, различием весовых характеристик и аэродинамических свойств самих семян, с другой — трудностью обеспечения постоянства напора (разрежения) в воздушной системе. Бывает, что вместе с лишними семенами удаляются и семена, подлежащие высеву, или же с высеваемыми семенами в борозду попадают и лишние. Поэтому данный способ не нашел практического применения в современных пневматических и других высевающих аппаратах.
Сбрасывание семян в семяпроводы или непосредственно в борозду у большинства конструкций высевающих аппаратов точного высева осуществляется механическими устройствами и путем экранирования (отключения) вакуума. В качестве механических сбрасывателей используются различные зубчатые выталкиватели, профильные пластины (упоры), штоковые устройства и другие. Они преимущественно применяются в механических ячеистых аппаратах. Их основной недостаток — большой разброс семян, вызванный ударами и защемлением их в момент сбрасывания.
Для экранирования вакуума в барабанных аппаратах обычно используются обрезиненные ролики или различной формы пластины (секторы), плотно прилегающие к поверхности высевающих устройств со стороны вакуумной камеры. В большинстве конструкций дисковых пневматических аппаратов, благодаря кольцевому расположению камеры разрежения, экранирование вакуума осуществляется без каких-либо дополнительных устройств. Семена от присасывающих отверстий отпадают сразу же после выхода из зоны разрежения и под действием собственного веса падают в борозду.
Сбрасывание семян воздушной струей (пневматический способ) обычно совмещается с транспортированием их до дна борозды и с прочисткой присасывающих отверстий. Существенным недостатком этого способа является значительный разброс семян, обусловленный изменчивостью траекторий движения их от аппарата до места расположения в борозде.
Очистка присасывающих отверстий, кроме сжатого воздуха, производится также игольчатыми вращающимися дисками и звездчатыми выталкивателями, в отдельных конструкциях — обре- зиненными роликами одновременно с экранированием вакуума. В этом случае толщина материала высевающего барабана не превышает 0,5 мм, а ролик покрывается эластичной, стойкой к износу резиной. Незначительная толщина барабана обеспечивает меньшую вероятность забивания отверстий, а высокая эластичность резинового покрытия ролика — надежную их очистку.
В итоге краткого анализа рабочих органов пневматических высевающих аппаратов можно сделать вывод о том, что наиболее перспективными устройствами являются: для удаления лишних семян с гладких поверхностей высевающих устройств — механические типа «вилочек», с ячеистых — вращающийся обрезиненный ролик; для сбрасывания семян — экранирование вакуума с одновременной прочисткой присасывающих отверстий роликом, покрытым эластичной износостойкой резиной.
Семяпроводы
В связи с появлением сеялок точного высева семяпроводы, как рабочие органы, предназначенные для подачи семян от высевающих аппаратов к сошникам, несколько утратили свою значимость и в настоящее время используются только на зерновых, овощных рядовых и некоторых других пропашных сеялках с централизованным высевом.
В последних моделях названных сеялок применяются семяпроводы спирально-ленточные, армированные (гофрированные) пластмассовые и пластмассовые гладкие. Наибольшее распространение среди них получили армированные пластмассовые. Они проще по креплению с высевающим аппаратом и сошником, достаточно гибки и надежны в работе. Благодаря гладкой внутренней поверхности, высокой прочности и гибкости эти семяпроводы могут быть использованы для подачи семян к сошникам, установленным на значительном расстоянии от высевающих аппаратов, как это имеет место, например, в сеялках с централизованным высевом.
В сеялках точного высева подача семян от высевающих аппаратов к соншикам осуществляется преимущественно путем свободного падения. В некоторых конструкциях для подачи семян в борозду применяются различного рода направители (скатные поверхности), установленные в полости сошника. Как в том, так и другом случае конечная равномерность распределения семян в рядке, при прочих равных условиях, будет зависеть от высоты их падения.
Поэтому во вновь разрабатываемых сеялках точного высева необходимо стремиться максимально приблизить высевающие аппараты к поверхности почвы, т. е. снизить высоту падения семян. Если по конструктивным причинам сделать это не представляется возможным, то в целях уменьшения отрицательного влияния высоты падения семян на равномерность подачи их в борозду следует использовать скатные поверхности, обеспечивающие проявление таутохронизма [102].
Посевные секции и сошники
Характерной особенностью современных отечественных и зарубежных сеялок точного высева является секционность их исполнения. Конструкции этих сеялок, как правило, представляют раму на колесах с соответствующим количеством на ней посевных секций. Каждая такая секция — это однорядная сеялка с высевающим аппаратом, сошником, заделывающими и прикатывающими рабочими органами.
Некоторые конструкции секций зарубежных сеялок комплектуются приспособлениями для одновременного внесения минеральных удобрений и пестицидов.
Секционность позволяет без особых затрат труда и времени изменять ширину междурядий (схему посева), при соответствующей длине рамы компоновать сеялки различной рядности (ширины захвата), а установка вместо посевных секций культиваторных или прореживающих рабочих органов и, наоборот, использование брусьев-рам культиваторов и прореживателей в сеялках повышают универсальность машин.
Конструкции посевных секций сеялок точного высева, применяемых в настоящее время, чрезвычайно многообразны. Они отличаются по типу, количеству, расположению и закреплению опор, способам подвески (механизмам прикрепления), тину сошников и механизмам регулировки глубины заделки семян, приводу, универсальности и особенно но типам высевающих аппаратов. Это вызвано значительным количеством высеваемых культур, различиями в технологиях посева, а также традициями фирм-изготовителей в конструктивном оформлении рабочих органов и их компоновке.
Несмотря на многообразие конструкций посевных секций, они имеют ряд общих особенностей и признаков, на основе которых можно провести их систематизацию.
Приводимая ниже классификация посевных секций составлена но материалам анализа и обобщения данных литературы, собственных исследований и наблюдений, а также по результатам многолетних испытаний овощных и других пропашных сеялок точного высева [64, 215, 405].
В качестве основных разделительных признаков в предлагаемой классификации посевных секций (рис. 2.3) были приняты: число опор, их типы и расположение, способы подвески к раме сеялки, привод высевающих аппаратов и механизм заглубления сошников. Выбор названных признаков не случаен, он определяет компоновку рабочих органов секций, от которой, главным образом, зависит равномерность глубины заделки семян.
По числу опор посевные секции могут быть разделены на одноонорные и двухопорные. В качестве опор используются катки и полозы (лыжи).
В одноопорных секциях опоры могут располагаться впереди сошника, по центру и сзади него. В двухопорных они, как правило, размещаются впереди и сзади сошника.
Подвески секций можно разделить на две основные
группы: радиальные и параллелограммные. В некоторых конструкциях применяются
более сложные подвески, представляющие собой комбинацию из этих групп (радиально-радиальные, радиально- параллелограммные и др.).
Рис. 2.3. Классификация посевных секций овощных сеялок.
Одноопорные секции с радиальной подвеской являются наиболее простыми по конструкции, однако качество их работы во многом зависит от расположения опор. Вынесение опор вперед или назад от сошника (см. рис. 2.3, секции 1, 2, 5 и 6) ухудшает условия копирования микрорельефа, особенно при изменении высоты расположения рамы сеялки относительно поверхности поля. Одноопорные секции с параллелограммной подвеской (секции 7, 8, 11 и 12), наоборот, не реагируют на изменение высоты расположения рамы, но зато значительно снижают равномерность глубины .хода сошников при ее поворотах. В одноопорных секциях как с радиальной, так и параллелограммной подвесками копирование зависит также от расстояния между опорой и сошником, при этом с увеличением этого расстояния условия копирования ухудшаются. Наилучшим положением опоры в этом отношении является центральное, т. е. такое, при котором ее горизонтальная ось лежит в вертикальной плоскости, проходящей через точку выброса семян (см. рис. 2.3, секции 3, 4, 9 и 10). В связи с этим современные сеялки с радиальной подвеской, как правило, имеют центральную опору либо в виде катка (секции 3,9), либо в виде полоза-лыжи (секции 4, 10). Задние катки в этом случае подсоединяются шапнирно и выполняют роль прикатывающих, а не опорных.
Из двухопорных секций наилучшее копирование микрорельефа поля обеспечивают схемы 20 и 26—28 (см. рис. 2.3). Они практически не реагируют на повороты рамы и изменения ее положения по высоте. В данном случае равномерность глубины хода сошников, при прочих равных условиях, зависит в основном от «базы», т. е. от расстояния между опорами, а также местоположения сошника относительно этих опор.
В безопорных схемах (см. рис. 2.3 секции 13—16) копирование микрорельефа поля осуществляется самим сошником. Однако вследствие значительных колебаний сил сопротивления почвы такое копирование не обеспечивает требуемой равномерности глубины заделки семян, поэтому эти схемы рассмотрены лишь для полноты.
Сошники современных сеялок точного высева по конструктивному оформлению делятся на три типа: дисковые, полозовидные и килевидные. Последние подразделяются на сошники с тупым и острым углами вхождения. На некоторых зарубежных сеялках используются одновременно два типа сошников — дисковые и килевидные. Дисковый сошник открывает борозду, а килевидный оправляет и формирует ее до заданных параметров.
В овощных сеялках точного высева наибольшее распространение получили сошники килевидного типа с тупым углом вхождения. Они создают уплотненное ложе и обеспечивают необходимую равномерность глубины заделки семян. Килевидные сошники как с тупым, так и с острым углом вхождения требуют хорошей предпосевной подготовки почвы.
Дисковые сошники, как правило, применяются в сеялках, предназначенных для работы на тяжелых почвах и полях, засоренных растительными остатками. Однако эти сошники не уплотняют дна борозды, засыпают семена сухой почвой, а по равномерности глубины заделки семян значительно уступают килевидным.
Заглубление сошников в большинстве современных сеялок точного высева осуществляется за счет собственного веса посевных секций и различных пружин (растяжения, сжатия и кручения). Наличие пружин при изменении твердости почвы способствует сохранению глубины хода сошников.
Регулировка глубины заделки семян в последних моделях сеялок точного высева производится либо путем изменения положений опорных катков (лыж) относительно сошника, либо перестановкой сошника относительно опор секции.
Приводы высеваюш,их аппаратов посевных секций по конструктивному оформлению могут быть разделены на индивидуальные, смешанные и централизованные, а по принципу действия — на механические, гидравлические и электрические [280].
До последнего времени на многих сеялках точного высева использовался механический индивидуальный привод. Осуществлялся он цепной или клиноременной передачей от передних уплотняющих или задних прикатывающих катков. Широкое применение его обусловлено принятой секционной конструкцией сеялок, простотой и удобством регулирования (установки) ширины междурядий. Существенный недостаток — большая трудоемкость изменения нормы высева, неравномерность распределения семян в рядках, вызванная проскальзыванием приводных катков, что в основном предопределило применение в последних моделях сеялок точного высева централизованного (группового) привода.
Централизованный привод высевающих аппаратов в большинстве случаев осуществляется от опорных колес сеялки и сводится к с.тедующему. Цепной передачей от опорных колес вращение передается на трансмиссионный вал, а при наличии коробки перемены передач — на первичный вал коробки. Затем от трансмиссионного вала посредством цепных или клиноременных передач вращение передается к высевающим аппаратам. Часто от каждого колеса сеялки приводится во вращение половина аппаратов. Применение коробки передач или блока шестерен значительно снижает затраты труда и времени на изменение нормы высева семян.
Для привода вентиляторов (источников вакуума или избыточного давления) пневматических сеялок чаще всего используется ВОМ трактора, гораздо реже — гидромоторы.
На сеялках некоторых фирм («Фезе», «Аллис Чалмерс» и др.) вентиляторы устанавливаются на каждой посевной секции и оборудуются электроприводом.
Приведенная классификация овощных сеялок точного высева и их основных рабочих органов, разумеется, не претендует на окончательную завершенность и по мере создания принципиально новых конструкций может быть уточнена и дополнена.