Устройство сельскохозяйственных машин

Тема 10: Машины для посева сельскохозяйственных культур.

Вопросы темы:

1. Агротехнические требования и способы посева.

2. Классификация машин для посева.

3. Сеялки пневматические универсальные.

4. Сеялки пневматические точного высева.

5. Свекловичные сеялки объемного высева.

6. Овощные сеялки.

1. Агротехнические требования и способы посева.

Урожай сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от качества посева или посадки. Каждое растение требует определенной площади питания на поле. Поэтому на гектаре высевают оптимальное для данной зоны количество всхожих семян возделываемой культуры. Это количество в штуках или в килограммах на гектар называется нормой высева.

Основные требования к посеву (посадке) семян сельскохозяйственных культур можно свести к следующему: высев в агротехнические сроки оптимального количества семян на единицу площади поля, равномерное размещение их по площади, заделка на требуемую глубину, укладка на плотное ложе и укрытие влажной рыхлой почвой.

Агротехнические требования. Допустимые отклонения от заданной нормы высева семян (удобрений): зерновых и зернобобовых - ±3 (10) %; свеклы - ±15 (7) %; кукурузы - ±2 (7) %; картофеля - ±5 (7) %.

Допустимые отклонения от заданной глубины заделки семян: зерновых, зернобобовых, свеклы, кукурузы — ±1,5 см, картофеля — ±2 см.

Отклонение ширины междурядий основных (стыковых) при посеве кукурузы - ±1 (5) см, картофеля — ±2 (10) см.

На поверхности поля не должно быть незаделанных семян.

Огрехи и незасеянные поворотные полосы не допускаются.

Способы (схемы) посева и посадки. Выбор схемы размещения растений по площади поля обусловлен биологическими требованиями растений, с одной стороны, и простотой процесса посева — с другой. Требуемая схема размещения семян достигается путем применения различных способов посева (посадки) (рис.1).

Рисунок 1. Способы посева и посадки

Рядовой способ наиболее простой и распространенный. Этим способом высеваются зерновые, зернобобовые и некоторые другие культуры. Ширина междурядий составляет 12,5—15,0 см. Разновидностями рядового посева являются узкорядный, широкорядный, ленточный, перекрестный.

Узкорядный посев производится, как правило, с шириной междурядий, в 2 раза меньшей, чем при рядовом. Применяется в основном при посеве льна-долгунца.

Широкорядный посев применяется при возделывании пропашных культур, которые требуют большой площади питания растений и механических обработок междурядий (рыхления почвы, подрезания сорняков). Ширина междурядий для разных культур разная (свекла — 45 см, кукуруза, картофель — 70, некоторые овощные культуры — 60, широкорядные посадки картофеля — 90 см).

Ленточный посев может быть 2-, 3- и 4-строчным. Расстояние, а между строками составляет 6—10 см, а величиной Ь характеризуется расстояние между центрами лент.

Перекрестный посев выполняется рядовыми или узкорядными сеялками за два (взаимно перпендикулярно или по диагоналям) прохода с половинной нормой высева.

Пунктирный посев в отличие от рядового обеспечивает равномерное размещение семян в рядках с заданным расстоянием.

Гнездовой посев обеспечивает размещение семян в рядках гнездами по 2, 3 и более штук. Для его осуществления требуются специальные сеялки с гнездообразующими аппаратами.

Квадратно-гнездовой (прямоугольно-гнездовой) посев обеспечивает размещение гнезд семян по вершинам квадратов или прямоугольников.

Разбросной (сплошной) посев обеспечивает наиболее равномерное распределение семян по площади и может осуществляться путем поверхностного или подпочвенного рассева семян.

Полосовой способ является разновидностью сплошного и ленточного и включает их достоинства. Полоса засевается одним сошником.

Совмещенный посев применяется при одновременном высеве семян двух культур с размещением их в разные рядки на одинаковую или разную глубину (семена зерновых и трав, зерновых и зернобобовых и др.).

Комбинированный посев применяется при высеве семян с одновременным внесением минеральных удобрений и осуществляется комбинированными зернотуковыми сеялками.

2. Классификация машин для посева.

Машины для посева и посадки сельскохозяйственных культур состоят из рабочих и вспомогательных органов, имеющих одинаковое назначение и общее название. Отличаются сеялки разновидностями этих составных частей.

К рабочим органам относятся те части машины, которые соприкасаются с объектами обработки (семена, почва). Их всего пять: емкость для семян, высевающие аппараты, семятукопроводы, сошники и заделывающие органы.

К вспомогательным органам относятся такие части машин, которые в технологическом процессе не участвуют, но обеспечивают функционирование рабочих органов: рама, опорные или опорноприводные колеса, механизмы передач, навесные или прицепные устройства, гидравлические системы управления рабочими органами, системы контроля технического процесса, маркеры или следоуказатели, защитные ограждения.

Рабочий процесс сеялок протекает следующим образом. Семена из емкости поступают к высевающим аппаратам, которые дозируют их и по семяпроводам направляют к сошникам. Сошники образуют бороздки, куда направляются семена, и частично (или полностью) заделывают их почвой. Заделывающие органы окончательно присыпают семена почвой.

Классификация. Для выполнения посева и посадки применяются сеялки, сажалки, рассадопосадочные машины, классификация которых производится с учетом особенностей работы и конструкции.

Сеялки подразделяют:

по способу посева:

на рядовые (включая узкорядные) — для посева различных культур рядовым, узкорядным, перекрестным, широкорядным и ленточным способами;

квадратно-гнездовые — для посева гнезд семян в вершинах квадратов (или прямоугольников), гнездовые — для размещения групп (гнезд) семян в рядках;

пунктирные или однозерновые — для размещения семян в ряду с одинаковым интервалом;

разбросные (безрядковые) — для равномерного распределения семян по полю;

подпочвенно-разбросные — для заделки семян на определенную глубину безрядковым (разбросным) способом;

по назначению:

универсальные (зернольняные, зернотравяные, зернотуковые, зерноовощные и др.) — предназначены для посева семян различных культур;

специальные (свекловичные, кукурузные, овощные и др.) — рассчитаны на посев семян одной или ограниченного числа культур;

комбинированные — имеющие устройства для одновременного высева минеральных удобрений;

по виду тяги:

тракторные (прицепные, полунавесные и навесные);

ручные (для работ в защищенном грунте);

принципу работы — механические или пневматические;

виду высеваемой культуры — зерновые, кукурузные, свекловичные, льняные, овощные.

Посадочные машины делятся на картофелесажалки, рассадопосадочные и высадкопосадочные.

Общие принципы регулировок. Регулирование глубины хода сошников осуществляется двумя способами: без опорного органа и с опорным органом (каток, полозок, ограничительная реборда и т. п.).

При отсутствии опорного органа глубина хода сошника устанавливается, как правило, сжатием пружин или дополнительными грузами.

При наличии опорного органа (опорно-приводные, копирующие колеса и др.) глубина хода сошника зависит от его расположения относительно этого органа.

Регулировка нормы высева. Есть два способа изменения нормы высева: изменением рабочего объема или количества семян, поданных за один оборот рабочего органа высевающего аппарата (катушки, диска, цепи и т. д.), и изменением частоты вращения рабочего органа высевающего аппарата.

У зерновых сеялок норма высева обычно изменяется длиной рабочей части катушки высевающего аппарата и частотой вращения катушки.

У пунктирных сеялок имеются многоступенчатые редукторы, так как изменение нормы высева в них в основном достигается изменением передаточных отношений. Рабочий объем изменяется путем установки дисков с разным числом ячеек (отверстий, ложечек и т. д.), на некоторых сеялках возможно перекрытие ячеек вставками.

Расстановка сошников на раме сеялки производится для получения разных схем посева. Установку сошников на сеялке следует начинать с середины бруса. Если число их нечетное, первый сошник закрепляется в середине бруса, а от него вправо и влево на расстоянии междурядья закрепляются остальные сошники. Если число сошников четное, от середины бруса отмеряют вправо и влево расстояние, равное половине междурядья, и закрепляют два средних сошника. В таком случае расположение сошников будет симметричным, а неиспользованная часть бруса останется на его обоих концах.

3. Сеялки пневматические универсальные.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СЕЯЛКИ СПУ. Выпускаются с шириной захвата 3, 4, и 6 м. Сеялки СПУ-3 и СПУ-4 имеют по одной высевающей системе с числом отводящих патрубков распределителя 24 и 32 соответственно. Сеялка СПУ-6 имеет две высевающие системы, работающие от одного вентилятора и смонтированные на общей раме. В транспортное положение сеялка переоборудуется для движения на колесном ходу в поперечном направлении.

Схема сеялки типа СПУ показана на схеме. Из семенного ящика катушечный дозатор подает семена в эжекторный питатель, в который вентилятор нагнетает воздух. В результате эжекции семена вводятся в пневмосистему и поступают в вертикальный трубопровод, где движутся в воздушном потоке, а затем в виде семявоздушной смеси распределителем распределяются по семяпроводам и транспортируются к сошникам. Сошники оборудованы клапанами для предотвращения забивания высевного канала почвой при резком заглублении или скатывании сеялки назад. На сошниках заднего ряда установлены пружинные загортачи. Лапы рыхлят след после опорных колес.

Рисунок 2 Схема сеялки типа СПУ:

1. Вентилятор; 2. Навеска; 3. Эжекторный питатель; 4. Вертикальный трубопровод; 5. Распределитель; 6. Семяпроводы; 7. Семенной ящик; 8. Катушка дозатора; 9. Регулятор нормы; 10. Поводок; 11. Загортач; 12. Сошник; 13. Пружина; 14. Рыхлитель; 15. Колесо.

Норма высева изменяется в пределах от 0,9 кг/га для мелких семян до более 400 кг/га при высеве бобовых культур перемещением задвижки винтом в двух режимах работы дозатора — нормальный высев и малый.

Максимальная длина катушки 110 мм. Задвижка, выполненная в виде втулки, перекрывает катушку, оставляя открытой ее рабочую часть. Шкала на задвижке указывает длину рабочей части катушки. При малом высеве катушка работает с рабочей длиной до 25 мм.

Для переключения с нормального режима на малый необходимо выполнить три операции; уменьшить глубину желобков катушки, уменьшить частоту ее вращения и уменьшить скорость воздушного потока.

Для уменьшения глубины желобков катушки фиксатор из крайнего левого положения нужно повернуть на 180°, втулку переместить до упора влево и застопорить ее фиксатором в прорези вала катушки.

При нормальном высеве малая шестерня на приводном валу дозатора семян находится внутри большой. Для высева пониженными нормами следует переместить малую шестерню влево и завести в зацепление со свободной шестерней на валу катушки.

На выходе вентилятора имеется дроссельная заслонка. При нормальном высеве она должна быть полностью открыта (рычаг переключения расположен по направлению движения воздушного потока). Для предотвращения выдувания мелких семян из бороздок при малом высеве заслонку надо перекрыть (рычаг переключения повернуть на 90°).

Регулировки. Регулировка глубины хода сошников осуществляется изменением давления на почву. При помощи ручного винтового механизма за счет навески сошниковых пружин можно централизованно изменять натяжение пружин. При мягкой почве и больших скоростях рекомендуется передние сошники заглублять меньше, так как эти ряды дополнительно присыпаются задними сошниками. Давление сошников для различных положений натяжных пружин составляет от 30 до 170 Н. Для более тяжелых почв используют более сильные пружины. На задних сошниках могут устанавливаться пружинные зубья- загортачи или цепи.

Установка нормы высева производится перед началом работы при пустом бункере. Высеваемая масса семян на гектар регулируется на дозирующем устройстве путем перемещения катушки. Для нормального высева рабочую длину катушки устанавливают в пределах 0—110 мм. Запорная пружина при этом находится в положении для глубокой катушки. Воздушно-дроссельный клапан на вентиляторе ставят в открытое положение. Для малого высева воздушную заслонку прикрывают, а запорную пружину фиксируют в пазу шестигранного вала на мелкую катушку. При этом глубина ячеек уменьшается, а длина рабочей части катушки при помощи шпинделя может изменяться от 0 до 25 мм (только при пустом бункере). Положением подвижной шестерни устанавливают требуемый режим вращения высевающей катушки. После настройки на требуемый режим производят регулировку нормы высева. Для этого по установочной таблице (на сеялке) необходимо установить по дозирующей шкале требуемую рабочую длину высевающей катушки с учетом вида высеваемой культуры.

Рекомендуется проводить пробную проверку нормы высева. При проверке отвод (патрубок) под инжекторным шлюзом следует отвернуть и снять, подставить емкость под отверстие инжекторного шлюза, отсоединить приводной вал к дозирующему устройству и вставить поворотную ручку. При помощи поворотной ручки производят 85 оборотов против часовой стрелки со скоростью I об/с. Высеваемая масса, оказавшаяся в емкости, должна соответствовать высеваемой массе на 0,1 га. После этого отвод (патрубок) необходимо поставить на место. Сеялка готова к работе.

Пример. Требуемая норма высева пшеницы 210 кг/га. Показатель установочный по таблице — 60. Первая пробная настройка дает, предположим, 19 кг. Это примерно на 10 % меньше нужного веса (21 кг). Установочный показатель нужно увеличить тоже на 10 % (до показателя 66). Вторая пробная настройка дает требуемый результат — 21 кг.

4. Сеялки пневматические точного высева.

Точный высев семян пропашных культур в основном производится пневматическими сеялками различной конструкции. Они отличаются от пневматических зерновых сеялок тем, что могут осуществлять точный однозерновой высев с заданным расстоянием между семенами в рядке. Посев пропашных культур (кукурузы, свеклы) осуществляется широкорядным способом, поэтому высевающие аппараты устанавливаются на отдельных секциях. На некоторых сеялках расстояние между рядами может регулироваться в пределах от 0,25 до 0,80 м. Одновременно с посевом может производиться внесение в рядок минеральных удобрений и пестицидов. Принципиальное устройство различных конструкций высевающих аппаратов пропашных сеялок сходно (см. рис. 3.2, г). Каждая секция имеет высевающий диск с калиброванными ячейками. Диски сменные — для различных культур и норм высева. Вращение диску передается от опорно-приводных колес. Из бункера к диску поступают семена, а с обратной его стороны создается разрежение. За счет этого семена присасываются к отверстиям диска и удерживаются на нем при вращении. В случае присасывания к одному отверстию нескольких семян срабатывает устройство для сбрасывания лишних зерен. В зоне выпадения семян прекращается действие разрежения, и они выпадают в образованную сошником бороздку. Подобным образом работают сеялки СУПН-8, СТВ-12.

Устройство и рабочие органы секции могут быть различными. Обычно секции имеют параллелограммную подвеску и опираются на одно или два (типа «тандем») опорных колеса. В процессе работы сеялки передний диск прорезает узкую щель и одновременно служит стабилизатором. Идущий следом сошник раскрывает бороздку, и его боковые щеки удерживают почву от самоосыпания. Высеваемое зерно падает в бороздку. Установленные сзади секции каточки прикатывают рядок и обеспечивают надежный контакт семян с почвой, что является гарантией дружных и равномерных всходов. Размеры и тип прикатывающих катков могут быть различными.

Перед семенным сошником может устанавливаться отдельный или комбинированный сошник для внесения в рядок минеральных удобрений. На раме сеялки могут устанавливаться специальный бункер и соответствующее оборудование для высева минеральных удобрений.

Все сеялки агрегатируются с пропашными тракторами классов 1,4-2,0.

Пневматическая сеялка точного высева СТВ-12Б предназначена для высева калиброванных и дражированных (покрытых специальной оболочкой) семян свеклы, подсолнечника, гороха, сои, кукурузы, крупной фасоли и других семян с минимальным размером 2,5 мм (в скобках указан диаметр отверстий используемого высевающего диска в миллиметрах). В основной комплектации сеялка поставляется в 12-рядном варианте для высева семян свеклы с шириной междурядий 45 см. Для высева семян других культур с шириной междурядий 70 см с сеялки снимают четыре посевные секции, а освободившиеся отверстия на патрубках распределителя вентилятора перекрывают заглушками.

Сеялка СТВ-12 не имеет туковысевающих аппаратов и системы автоматического контроля высева. Контроль высева осуществляется по косвенному показателю — показаниям вакуумметра, который устанавливается в кабине трактора или на вентиляторе сеялки. Высевающие аппараты и посевные секции могут быть собраны по двум вариантам в зависимости от глубины заделки семян.

Высевающий аппарат имеет литой корпус, внутри которого на полой оси вращается вакуумный барабан, образованный двумя тарелкообразными дисками с резьбовым соединением, один из которых посредством подшипника закреплен на оси, а другой является сменным высевающим диском. К полой оси подсоединен всасывающий шланг, соединяющий высевающий диск с вентилятором. В верхней части аппарата, прилегая к высевающему диску, расположен гребенчатый отсекатель семян с рычагом и шкалой настройки. В нижней части аппарата расположен двойной сбрасыватель семян, состоящий из подпружиненного резинового ролика, отсекающего вакуум, и регулируемой пластинки (сбрасывателя), прикрепленных к крышке аппарата.

При работе сеялки семена присасываются к отверстиям высевающего диска и при его вращении транспортируются в нижнюю часть аппарата. Ролик изолирует отверстия от вакуумной камеры, в результате семена отпадают, а сбрасыватель в это время сдвигает их с окружности расположения отверстий и направляет в бороздку. Затем отверстия диска проходят зону очистки щеткой и опять попадают в семенную камеру. Сбрасыватель регулируется в зависимости от размера семян путем перемещения в овальных отверстиях.

5. Свекловичные сеялки объемного высева.

Семена свеклы можно высевать специальными механическими свекловичными сеялками. Наиболее широкое применение получила механическая сеялка ССТ-12Б.

Посевные секции сеялки ССТ-12Б имеют семенные ящики и корпуса с установленными в них ячеистыми высевающими дисками. На секциях также закреплены полозовидные сошники, загортачи и катки. При работе сеялки производится точная пунктирная раскладка семян вдоль засеваемых бороздок с расстоянием между семенами 5—12 см. Сеялки снабжаются 8—18 посевными секциями, присоединенными к основному брусу рамы при помощи параллелограммных подвесок. Каждая посевная секция состоит из ящика для семян, высевающего диска с рядами калиброванных ячеек, счесывающего ролика, выталкивателя, направителей для туков и семян, загортача и прикатывающего колеса. Позади к секциям присоединены заравнивающие шлейфы. На сеялке установлены туковысевающие аппараты, из которых удобрения подаются по тукопроводам в сошник. Туко- и семявысевающие аппараты приводятся в действие от опорных пневматических колес цепными передачами. В процессе работы семена из бункера западают в ячейки высевающего диска, вращающегося в продольно-вертикальной плоскости. В каждую ячейку диска должно ложиться по одному семени. Лишние семена удаляются счесывающим роликом. Семена в ячейках диском перемещаются вниз, где выталкивателями выбрасываются на уплотненное дно борозды, образованное наральником сошника. Борозда с уложенными в ней семенами и удобрениями заделывается загортачами и уплотняется сверху колесом. Шлейфы выравнивают и частично рыхлят поверхность почвы.

Сеялка снабжена двумя комплектами высевающих дисков, на которых обозначены размеры высеваемых семян: диски с ячейками диаметром 5,1 мм и глубиной 2,5 мм предназначены для семян размером 3,5—4,5 мм, а с ячейками диаметром 6 мм и глубиной 3,3 мм — для семян размером 4,4—5,5 мм.

На сеялке могут быть установлены щелеватели-направители, предназначенные для нарезки в почве щелей глубиной до 25 см. В дальнейшем щели служат направляющими для культи ватерных агрегатов, выполняющих междурядную обработку свеклы с малой защитной зоной.

При помощи специальных приспособлений свекловичную сеялку можно использовать для посева дражированных семян сахарной свеклы, проса, сои, гречихи, фасоли.

Регулировки. Норму высева семян устанавливают изменением частоты вращения высевающих дисков и числа рядов ячеек на диске при перекрытии их секторами. Частоту вращения диска регулируют перестановкой или заменой звездочек с числом зубьев 9, 12 или 17 на валу контрпривода и на трансмиссионном валу привода семенных высевающих аппаратов.

Настройка на заданную норму высева производится после определения фракции семян, в соответствии с ней подбирают диски. Затем выбирают передаточное число редуктора для обеспечения заданной нормы высева. При проверке правильности настройки прокручивают опорно-приводное колесо сеялки и подсчитывают число выпавших семян за определенное число оборотов. Умножив число оборотов колеса на длину его обода и разделив на число выпавших семян, получают фактическое расстояние между семенами в рядке.

6. Овощные сеялки.

Посев овощных культур на ровной, гребневой и грядковой поверхности может осуществляться механическими (СО-4,2) и пневматическими (АГП-2,8) сеялками объемного высева.

Сеялка СО-4,2 предназначена для рядового посева семян овощных культур с одновременным раздельным от семян внесением минеральных удобрений.

Сеялка имеет двухсекционный ящик для семян и удобрений, катушечные семенные и катушечно-штифтовые туковые высевающие аппараты, полозовидные для туков и дисковые с ограничительными ребордами для семян сошники с раздельными подвесками, туко- и семяпроводы, заделывающие органы, включающие загортачи, прикатывающие катки и шлейфы. Для высева малосыпучих семян в семенном ящике установлены ворошители, а для надежной подачи удобрений к туковысевающим аппаратам в туковых ящиках имеются шнеки. Для высева небольших норм мелких семян в семенном ящике могут устанавливаться банки. Сеялка оборудована системой автоматического контроля за высевом и уровнем семян.

Катушечные высевающие аппараты несколько отличаются от высевающих аппаратов зерновых сеялок. Для равномерного высева как мелких, так и крупных семян катушка имеет разновеликие желобки. Для исключения травмирования семян при высеве и обеспечения малых норм высева овощных культур клапан на выходе имеет порог. Привод катушек осуществляется от опорно - приводного колеса посредством цепной передачи, включающей 6-скоростной цепной редуктор. Требования к настройке аппаратов на норму высева и методика настройки те же, что для сеялки С3-3,6А.

Схема овощной сеялки СО-4,2:

1 — туковый сошник; 2 — тукопровод; 3 — туковысевающий аппарат; 4 — шнек; 5 — туковый ящик; 6 — семенной ящик; 7—ящик для мелких семян; 8— ворошитель; 9 — семявысевающий аппарат; 10— семяпровод; 11 — семенной сошник; 12— каток; 13 — шлейф; 14— загортач

Дисковые семенные сошники могут быть одно- и двухстрочными. В двухстрочных сошниках каждый диск делает отдельную бороздку, в которые по патрубкам поступают семена. Расстояние между строками (50, 80 и 100 мм) регулируется раздвиганием дисков на корпусе сошника. Глубина заделки семян (20, 30 и 40 мм) устанавливается сменой реборд. При высеве семян на глубину более 40 мм реборды снимаются, а глубина регулируется путем изменения усилия сжатия пружин на штангах.

Агрегат гребневой посевной АГП-2 предназначен для одно- или двухстрочного посева овощных культур на гребнях. Он создан на базе сеялки СПУ-3 и имеет полностью унифицированную с ней пневматическую высевающую систему и килевидные сошники.

Впереди сеялки установлены цельнометаллические катки, выполненные в виде цилиндра с коническими боковыми стенками. При работе катки охватывают гребни, разрушают почвенные глыбы и формируют гряду. Килевидные сошники имеют параллелограммные подвески, которые могут перемещаться по раме для изменения ширины междурядий. Рабочий процесс и настройка на норму высева сеялок АГП-2,8 и СПУ-3 аналогичны.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Расскажите агротехнические требования к посеву сельскохозяйственных культур?

2. Назовите способы посева с/х культур, поясните их?

3. Назовите типы сеялок, охарактеризуйте их?

4. Назовите в чем отличия овощных и пневматических сеялок объемного высева.