Структурно-морфологическая классификация двухдисковых сошников, его отдельных конструктивных и технологических признаков, связанных между собой. Вариант сошника с нулевым углом атаки дисков с закрепленными на них усеченными коническими ребордами.
Аннотация к работе
Килевидные сошники при работе на мульчированной почве сгруживают пожнивные и растительные остатки перед собой, которые затем собираются между сошниками и нарушают технологический процесс заделки семян на заданную глубину. Одно-и двухдисковые сошники хорошо заглубляются на мульчированной почве, прорезают в ней бороздки на заданную глубину, не нарушая технологического процесса укладки семян. Недостатком применяемых в настоящее время двухдисковых сошников является то, что диски на корпусе установлены с определенным углом атаки для образования бороздок, в которые подаются семена. Чем больше угол атаки, скорость движения сошника, глубина бороздки, тем больше объем и расстояние, на которое отбрасывается почва. Например, форма рабочего органа, угол вхождения в почву, конструкция семяпровода и его сечения, форма уплотнительного элемента, конструкция реборды, процесс высева, технологические операции, выполняемые им, угол атаки, скоростной режим, давление на сошник, форма бороздки и др.Все содержание информации по какому-либо сошнику записывается из цифр n десятичной системы, где n - число выделенных смысловых делителей в матрице. Например, информация о сошнике для рядового двухстрочного посева зерновых культур следующая: 1.5.3.3.2.3.3.4.7.3.1.1.1.2.1.4.1.6. Это означает, что рассматривается двухдисковый сошник для двухстрочного рядового посева (1), двухдисковый с ребордой (5), с тупым углом вхождения в почву (3), ротационный (3), с металлическим корпусом (2), семянаправитель круглой формы (3), который установлен концентрично реборде (3), реборда каткового типа (4). 1, состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 и болтами 3 для крепления к поводку посевной машины, двух плоских (левого и правого) дисков 4 с закрепленными на них ребордами-бороздкообразователями 5. Диски 4, двигаясь в почве, разрезают ее, а также пожнивные и растительные остатки, а затем реборды-бороздкообразователи 5 выдавливают бороздки с правой стороны правого диска 4 и с левой стороны левого диска 4.Недостатками современных двухдисковых сошников является наличие у дисков угла атаки, что приводит при посеве к отбросу почвы, забрасыванию соседних бороздок с семенами, а в связи с этим неравномерной глубине заделки семян. На основании структурно-морфологической классификации предложена новая конструктивно-технологическая схема двухдискового сошника с нулевым углом атаки дисков с внешними усеченно-конусными реборами-бороздообразователями для двухстрочного рядового посева травяных и зерновых культур.
План
Содержание предлагаемой классификации представляется системой определителей:
Введение
В настоящее время при конструировании посевных машин преимущество отдается дисковым сошникам, которые хорошо работают на любых типах почв. Это связано с внедрением на современных зерноуборочных комбайнах устройств для измельчения соломы и разбрасывания ее по поверхности полей. Последующая обработка почвы комбинированными агрегатами перемешивает измельченную солому с почвой и создает мульчированный слой, в том числе и на глубине заделки семян, например зерновых культур. Килевидные сошники при работе на мульчированной почве сгруживают пожнивные и растительные остатки перед собой, которые затем собираются между сошниками и нарушают технологический процесс заделки семян на заданную глубину. Одно- и двухдисковые сошники хорошо заглубляются на мульчированной почве, прорезают в ней бороздки на заданную глубину, не нарушая технологического процесса укладки семян. Недостатком применяемых в настоящее время двухдисковых сошников является то, что диски на корпусе установлены с определенным углом атаки для образования бороздок, в которые подаются семена. Установка дисков таким образом приводит к перемещению почвы в стороны от двухдискового сошника. Чем больше угол атаки, скорость движения сошника, глубина бороздки, тем больше объем и расстояние, на которое отбрасывается почва. Этот недостаток двухдисковых сошников приводит к расстановке их, как правило, в два ряда с целью уменьшения влияния забрасывания почвы на соседние рядки и нарушения заданной глубины заделки семян. Однако с увеличением рабочей скорости машинно-тракторных агрегатов, например более 10 км/ч, происходит забрасывание соседних рядков семян и при двухрядном расположении дисковых сошников.
Анализ источников
При работе двухдисковых сошников, имеющих угол атаки, в междисковой полости происходят неравномерные по глубине и ширине образования бороздок, а в конечном счете и глубине заделки семян. Неравномерная заделка семян (0-0,1 м) двухдисковыми сошниками подтверждается многочисленными исследованиями агрономической науки [1]. Это происходит от неравномерного осыпания почвы с внутренних плоскостей дисков, а также подхватывания и отброса семян вращающимися дисками [2].
Кроме того, недостатком двухдисковых сошников является неравномерное распределение семян по ширине захвата. В настоящее время ширина междурядий посевных машин при рядовом посеве в странах ЕС, США, Канаде и на территории бывшего СССР, как правило, составляет 0,125 или 0,15 м. Уменьшение междурядий связано с усложнением конструкций сеялок и посевных агрегатов, например, расстановкой сошников в три ряда. Однако в результате многих исследований доказано, что с уменьшением ширины междурядий и более равномерным распределением семян по площади питания для каждого растения повышается урожайность зерновых культур [3].
В связи с вышеизложенным мы считаем, что наиболее перспективным направлением является разработка двухдисковых сошников без угла атаки и крена дисков. На основании аналитических исследований предлагаем разработать новую классификацию отдельных конструктивных элементов сошников и их технологических параметров [4].
Методы исследования
Настоящая классификация позволяет не только включать известные типы сошников, но и прогнозировать новые конструкции под заданные технологические параметры. Сошник можно рассматривать как систему, состоящую из совокупности отдельных конструктивных и технологических признаков, тесно связанных между собой. Например, форма рабочего органа, угол вхождения в почву, конструкция семяпровода и его сечения, форма уплотнительного элемента, конструкция реборды, процесс высева, технологические операции, выполняемые им, угол атаки, скоростной режим, давление на сошник, форма бороздки и др. [5]. В таблице приведена матрица общей структурно-морфологической классификации сошников по двенадцати конструктивным (1-12) и шести (13-18) технологическим признакам.
Таблица.Классификация двухдисковых сошников для посева травяных, зерновых и других культур
Признаки ?Анализ Синтез Смысловой делитель Свойства сошников и составляющих их элементов
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Конструктивные 0 Резерв - - - - - - - - - -
1 Класс сошников - Для рядового двухстрочного посева Для ленточного посева Для широкополосного посева Для рядового однострочного посева Для подпочвенного рабросногпосева Для пунктирного посева - - -
2 Конструкция сошника - Двухдисковый с плоскими дисками Двухдисково-анкерный Двухдисковый с разными дисками Двухдисково-катковый Двухдисковый с ребордами Двухдисково-комбинированный Двухдисково-сферический Трехдисковый -
3 Угол вхождения в почву - Острый Прямой Тупой - - - - - -
4 Характер работы сошника - Пассивный Пассивно-вибрационный Ротационный Вибрационный Роторный с механическим приводом Роторный с электрическим приводом Роторный с гидравлическим приводом - -
12 Форма чистиков - Пружинный Плоский жесткий Плоский фигурный В виде клапана Комбинированная - - - -
Технологические 13 Процесс высева материала - Свободное падение Пневматический с малой концентрацией Пневматический с высокой концентрацией Гидротранспортирование - - - - -
14 Операции, выполняемые сошниками - Посев травяных культур Посев зерновых культур Посев льна Посев крупяных культур Посев зернобобовых культур Внесение стартовой дозы удобрений Комбинированный посев - -
15 Угол атаки дисков, град - 00 30 50 90 120 150 180 - -
Всего по восемнадцати смысловым делителям. Признаки и свойства сошников в матрице расположены соответственно по вертикали и горизонтали и рассматриваются во взаимодействии, т.е. сошники одного класса многими признаками и свойствами связаны с сошниками другого класса. Во время анализа по предлагаемой классификации изучается двухдисковый сошник, который заканчивается цифровым кодированием. Вначале выбирается сошник, относящийся к одному из классов по первому смысловому делителю. После чего рассматривается форма сошника (двухдисковый, дисково-анкерный и т.д.). Классификация используется для выбора рациональной конструкции рабочего органа. В таблице приведено несколько форм конструкций сошников, однако их может быть и значительно больше.
Дальнейший анализ двухдисковых сошников проводится последовательным рассмотрением отдельных свойств по всем смысловым делителям сверху вниз. Исходным пунктом решения задач синтеза сошников, на наш взгляд, могут быть операции, выполняемые ими, затем рассматриваются технологические, конструктивные признаки в обратной последовательности.
Основная часть
Предлагаемая классификация позволяет применять цифровое кодирование всего многообразия признаков и свойств двухдисковых сошников, применять ПЭВМ для поиска, хранения и переработки информации по ним. Если обозначить горизонтальные строчки Р1, а вертикальные колонки - mj, причем номер строчки i может принимать значения от 1 до n (где n- количество строчек в матрице), а j изменяется от 1 до k (где k - количество вертикальных колонок в матрице), тогда матрицу можно записать следующим образом: , (1) где k1, …..kn - обозначение последней колонки по каждому из смысловых делителей.
Вывод
Недостатками современных двухдисковых сошников является наличие у дисков угла атаки, что приводит при посеве к отбросу почвы, забрасыванию соседних бороздок с семенами, а в связи с этим неравномерной глубине заделки семян. Кроме того, наличие угла атаки приводит к увеличению тягового сопротивления, а также расстановке двухдисковых сошников в 2 ряда на посевных машинах.
Нами разработана новая классификация двухдисковых сошников, которая позволяет применить цифровое кодирование многообразия их признаков и свойств, а также применять персональные компьютеры для поиска, хранения и переработки информации по ним.
На основании структурно-морфологической классификации предложена новая конструктивно-технологическая схема двухдискового сошника с нулевым углом атаки дисков с внешними усеченно-конусными реборами-бороздообразователями для двухстрочного рядового посева травяных и зерновых культур.
В результате проведенных лабораторно-полевых исследований установлено, что с увеличением скорости до 4 м/с и давлением винтовых пружин на двухдисковый сошник до 200Н ширина раскрываемой борозды изменяется вначале прямолинейно, а после V=3,4 м/с ее рост замедляется, а затем до V=4 м/с имеет постоянную величину.
Экспериментальные двухдисковые сошники с междурядьем 0,125 м были установлены на модернизированную селекционную сеялку в один ряд, и при агрегатировании ее со скоростью 4 м/с на опытном поле учебного полигона не было обнаружено забрасывания почвы на соседние рядки, а ширна бороздок, открываемых правым и левым дисками с усеченно-коническими ребордами-бороздообразователями, не превышала 0,05 м.
Список литературы
1. Исследование двухдисковой сошниковой группы на посеве зерновых культур / В.Р. Петровец [и др.] // Вестник БГСХА. - 2009. - №2. - С. 151-156.
2. Петровец, В.Р. Обзор и исследование одно- и двухсрочных современных дисковых сошников / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц, С.В. Авсюкевич // Вестник БГСХА. - 2009. - №1. - С. 152-158.
3. Петровец, В.Р. Перспективные направления в развитии механизации обработки почвы и посева зерновых культур / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц, С.В. Авсюкевич // Вестник БГСХА. - 2007. - №3. - С. 142-149.
4. Бочаров, Ю.А. Структурно-морфологическая классификация кузнечно-штамповочных машин / Ю.А. Бочаров // Кузнечно-штамповочное производство. - 1974. - №11. - С. 11-15.
5. Петровец, В.Р. Структурно-морфологическая классификация сошников для внесения основной дозы минеральных удобрений и посева зерновых культур: сб. тр. БСХА / В.Р. Петровец. - Горки, 1976. - С. 55-58.
6. Оганесян, К.Г. Исследование сошников туковысевающих машин / К.Г. Оганесян. - Ереван, 1968. - 16 с.
7. Вагин, Ю.Т. Изыскание, разработка и исследование сошника для посева по свежевспаханной почве / Ю.Т. Вагин. - Горки, 1972. - 17 с.
8. Двухдисковый сошник: пат. 5026 Респ. Беларусь, МПК 7 А 01 С 7/00 / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц, Н.И. Дудко, С.В. Авсюкевич; заявитель Белорусская государственная сельскохозяйственная академия. - № u200708654 заявл. 04.12.07; опубл. 12.11.08 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. - 2007. - №3. - С. 156.
9. Двухдисковый четырехстрочный сошник: пат. 5803 Респ. Беларусь, МПК 7 А 01 С 7/00 / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц, Н.И. Дудко, С.В. Авсюкевич; заявитель учреждение образования «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия». - № u200708654 заявл. 06.10.08; опубл. 16.04.09 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. - 2008. - №4. - С. 192.
10. Подготовка и работа посевных агрегатов: пособие / В.Р. Петровец [и др.]. - Горки: УО БГСХА, 2012. - 44 с.
11. Петровец, В.Р. Технологии и машины для посева зерновых культур: лекция / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц, С.В. Авсюкевич. - Горки, 2008. -20 с.
12. Исследование двухдискового сошника с минимальным углом атаки / В.Р. Петровец [и др.] // Научный поиск молодежи ХХІ века: материалы Х Междунар. науч. конф. студентов и магистрантов, Горки, 2009 г. - Горки, 2009. - С 31-34.