Research Results of the Improved Coulter Group of the Planter

Full Text

Введение

К сошниковым группам картофелесажалок относят сошники с бороздозакрывающими рабочими органами, назначение которых ‒ формирование ложа для размещения посадочных клубней и заделка их на определенную глубину. В настоящее время наиболее распространенными являются анкерные сошники с тупым углом вхождения в почву и жесткой или индивидуальной плавающей подвеской (зарубежные сажалки). Сажалки советского производства оснащались сошниками с острым углом вхождения в почву и индивидуальной плавающей подвеской [1–4].

Важным фактором является воздействие сошника на плотность почвы – уплотнение дна и стенок борозды или рыхление. Рыхлый слой почвы в борозде обеспечивает нормальные всходы. При достаточно хорошем рыхлении дна борозды уменьшается раскатывание клубней при посадке, мощность корневой системы увеличивается, что обеспечивает получение более высоких урожаев.

Основные требования к сошниковым группам картофелесажалок заключаются в следующем: дно борозды не должно быть уплотненным; прослойка рыхлой почвы на дне борозды должна быть 4–5 см; при внесении минеральных удобрений между клубнями и удобрениями должна быть обеспечена прослойка рыхлой почвы толщиной не менее 2 см; подвеска сошника должна удовлетворительно копировать неровности поля высотой до 15 см; отклонение от заданной глубины посадки клубней не должно превышать 2 см.

Основным функционирующим элементом, оказывающим определяющее влияние на показатели качества посадки картофеля, являются сошниковые группы машин, так как они ‒ последние элементы, взаимодействующие с посадочным материалом.

Разработка инновационных технологических схем сошниковых групп картофелепосадочных машин, обеспечивающих повышение качественных показателей выполнения процесса посадки картофеля, является актуальной проблемой, имеющей большое значение для АПК России.

Цель исследования – обосновать тип сошников картофелесажалки, наиболее полно удовлетворяющих требованиям к условиям произрастания картофельного растения. Оптимизировать параметры сошниковых групп, автоматически обеспечивающих стабильность глубины хода сошника в пределах исходных требований на картофелепосадочные машины при копировании неровностей микрорельефа поля.

Обзор литературы

До настоящего времени в организациях, занимающихся оригинальным семеноводством картофеля, посадку мини-клубней осуществляют либо вручную, либо используют полуавтоматические клоновые посадочные машины там, где они есть [5–7]. Сравнительные результаты расчетов технико-экономических показателей полуавтоматических и автоматических селекционно-семеноводческих посадочных машин представлены в работе А. Г. Пономарева и его соавторов [2]. Для посадки клубней картофеля на площади более 2–8 га используются автоматические посадочные машины высокой производительности (рис. 1).

Рис. 1. Технологическая схема машины для автоматической посадки мини-клубней  картофеля в оригинальном семеноводстве: 1 – бункер; 2 – ролик ведущий;  3 – заделывающий орган; 4 – сошник; 5 – семяпровод; 6 – лента транспортерная;  7 – направляющий кожух; 8 – приемная чаша; 9 – барабан; 10 – встряхиватель

Fig. 1. Technological scheme of the machine for automatic planting of mini potatoes  in the original seed production: 1 – bunker; 2 – bypass roller; 3 – closing body; 4 – coulter;  5 – seed tube; 6 – conveyor belt; 7 – protective cover; 8 – planting spoons; 9 – drum; 10 – shaker

 

Основным функционирующим элементом, оказывающим определяющее влияние на показатели качества посадки, являются бороздораскрывающие (сошники) и бороздозакрывающие (заделывающие органы) рабочие органы, так как они являются последними элементами, взаимодействующими с посадочным материалом, от конструктивного исполнения которых зависит в итоге урожайность и качество товарной продукции.

В настоящее время в большинстве конструкций посадочных машин в качестве заделывающих элементов используют дисковые рабочие органы, выполненные в форме выпуклой сферической поверхности.

Дисковый заделывающий орган прицепной четырехрядной посадочной машины модели GL 34 Т (рис. 2) состоит из двух параллельно расположенных загортачей сферического типа [8‒10].

Рис. 2. Прицепная 4-рядная посадочная машина модели GL 34 Т

Fig. 2. Trailed 4-row potato planter GL 34 T

 

К основным недостаткам посадочной машины фирмы Grimme по результатам исследований показателей качества ее работы при реализации научно-технической Программы Союзного государства «Инновационное развитие производства картофеля и топинамбура» (2013‒2016 гг.) следует отнести:

– неравномерность распределения клубней по глубине и длине засеваемой борозды (равномерность редко превышает 40 % и не соответствует агротехническим требованиям);

– низкую рабочую скорость, а следовательно, и низкую производительность;

– высокую энергоемкость конструкции и рабочего процесса.

В настоящее время в Республике Беларусь производится усовершенствованная посадочная машина СКМ-4 МВЗ по лицензии широко известного немецкого производителя Cramer (Cramer GmbH) (рис. 3).

Риc. 3. Прицепная 4-рядная посадочная машина СКМ-4 МВЗ

Fig. 3. Trailed 4-row potato planter SKM-4 MVZ

 

Конструктивно посадочная машина СКМ-4 МВЗ является аналогом флагмана модельного ряда картофелесажалок Cramer – MARATHON JUMBO. Ее основное отличие – метод посадки ложечками на стальной цепи.

К недостаткам посадочной машины СКМ-4 МВЗ следует отнести сложность изготовления и замены ложечки в случае повреждения, а также сгруживание почвы заделывающими элементами при раскладке клубней по борозде. Данные недостатки присущи четырехрядной прицепной посадочной машине модели KORA 4HP фирмы Unia Croup (Польша) с гидравлически поднимаемым бункером емкостью 2 000 (2 200 кг)¹. Анализ литературных источников показал, что в настоящее время на картофелепосадочных машинах применяются цепочно-ложечные (фирмы «Лидсельмаш», Bomet) и ложечно-элеваторные (фирмы Grimme, Cramer) высаживающие аппараты, имеющие в качестве заделывающих элементов сошники анкерного типа и сферические диски.

В технологическом процессе работы этих аппаратов есть минус – недостаточная равномерность распределения клубней, которая составляет от 50 % [11], что в том числе и свидетельствует о значительных недостатках конструкции бороздораскрывающих и бороздозакрывающих рабочих органов посевных и посадочных машин, оказывающих влияние на равномерность распределения посадочного материала в борозде.

Значительный эмпирический материал, накопленный по технологическому процессу работы сошников и заделывающих органов, воздействию их конструктивных и технологических параметров на качество заделки посевного и посадочного материала, не учитывает влияние морфологических особенностей картофельного растения. В настоящее время они недостаточно изучены. В исследование данного вопроса значительный вклад внесли П. А. Емельянов [12], В. Н. Зернов [3], Е. С. Зыкин, В. И. Курдюмов, Е. С. Прошкин, В. Е. Прошкин, И. А. Шаронов², Н. П. Ларюшин, О. Н. Кухарев³, С. С. Казаков [6], А. Б. Калинин [7], С. Н. Петухов [1] и др.

Известен сошник (рис. 4) посадочной машины с корпусом и заделывающими элементами, выполненными в виде стрельчатых лап, расположенных за щеками корпуса под углом в вертикальной и горизонтальной плоскостях и связанных со щеками горизонтальными ножами [12]. Сошник состоит из корпуса 1 со щеками и заделывающими элементами 2 в виде стрельчатых лап, которые присоединяются к корпусу по середине задних частей щек с помощью горизонтально установленных ножей 3.

Риc. 4. Сошник комбинированный: 1 – корпус;  2 – заделывающий орган в виде стрельчатой лапы; 3 – нож

Fig. 4. Combined coulter: 1 – body; 2 – lancet-shaped embedding device; 3 – knife

 

К недостаткам данного заделывающего органа следует отнести то, что они не устраняют сводообразований и пустот при заделке корневых систем, что отрицательно сказывается на их приживаемости.

Известно дисковое заделывающее устройство [12], которое состоит из сферических дисковых загортачей 1, хомутов 2 со стопорными болтами 3 и контргайками 4, кривошипов 5, шатунов 6, шарнирных соединений 7, ползуна 8 со стопорным болтом 9 и контргайкой 10, смонтированных на Т-образной рамке 11 (рис. 5).

Рис. 5. Устройство для заделки борозд: 1 – загортач дисковый; 2 – хомут; 3 – болт стопорный;  4, 10 – контргайка; 5 – кривошип; 6 – шатун; 7 – соединение шарнирное; 8 – ползун;  9 – болт стопорный; 11 – рамка Т-образная

Fig. 5. Furrow plugging device: 1 – disk harrower; 2 – clamp; 3 – locking bolt; 4, 10 – locknut;  5 – crank; 6 – connecting rod; 7 – swivel joint; 8 – slider; 9 – locking bolt; 11 – T-shaped frame

 

Устройство работает следующим образом. При движении по полю, будучи установлено на культиватор или присоединено к мотоблоку, устройство сферическими дисковыми загортачами осуществляет заделку борозды. На месте борозды образуется гребень заданного профиля и высоты [12]. Недостатками указанного устройства являются малый диапазон регулировки углов атаки дисковых загортачей, низкая точность регулировок (колебания во время работы) и повышенная материалоемкость устройства. Несовершенство конструкции высаживающего аппарата, а также бороздораскрывающих (сошников) и бороздозакрывающих (заделывающих) рабочих органов не позволяет обеспечить технологический процесс посадки в соответствии с агротехническими требованиями⁴. Следовательно, разработка инновационной технологии и машин для выполнения комплекса работ в семеноводстве картофеля, обеспечивающих повышение качественных показателей выполнения технологического процесса посадки, является актуальной проблемой, имеющей большое значение для АПК России.

Материалы и методы

Для решения поставленной задачи предлагается усовершенствованная технологическая схема работы и конструкция сошниковых групп картофелесажалок. Сошник с тупым углом вхождения стремится выглубиться под действием реакции почвы от силы P₂ (рис. 6). На установленной глубине он удерживается под действием веса сажалки, значительно разгружая при этом опорно-приводные колеса машины. Это приводит к уменьшению сцепления приводного колеса с почвой и его проскальзыванию, увеличивая при этом заданный шаг посадки вплоть до образования пропусков.

Рис. 6. Сошник с тупым углом вхождения в почву картофелесажалки Л-202:  P₁ – тяговая сила от трактора; P₂ – сила от действия веса сажалки; P – результирующая сила

Fig. 6.  Coulter with an obtuse angle of entry into the soil of the potato planter L-202:  P₁ – traction force from the tractor; P₂ – planter weight force; P – resulting force

 

Незначительные колебания величин плотности почвы на разных участках поля существенно изменяют величину тяговой силы P₁, а следовательно, и реакцию почвы от также изменяющей свою величину силы P₂ (как составляющей от результирующей силы P). Все это влияет на глубину хода сошника вплоть до появления на поверхности поля посадочных клубней (не присыпанные почвой клубни). Кроме того, на неравномерность глубины посадки клубней влияют неровности поля, особенно это сказывается при жесткой подвеске сошника. Сошник с тупым углом вхождения в почву вдавливает частицы почвы в дно борозды и сдвигает их в стороны.  В результате дно и стенки борозды уплотняются. Особенно это явление усиливается на тяжелых с переменной по длине гона влажностью почвах.

Сошник с острым углом вхождения в почву работает в режиме самозаглубления. Углубиться в почву сошник стремится под действием реакции почвы от силы P₂ (рис. 7) ‒ вертикальной составляющей от результирующей силы P при приложении со стороны трактора тягового усилия P₁. Ограничивает глубину хода сошника копирующее колесо. При этом сошник не уплотняет, а рыхлит дно и стенки борозды. Для увеличения толщины рыхлого слоя на дне борозды, а при работе с удобрениями, образования почвенной прослойки между удобрениями и клубнями в лобовой части корпуса сошника обычно предусматривают отвальчики 8.

Рис. 7. Сошниковая группа клоновой картофелесажалки КСУ-4 (ВИМ): 1 – кронштейн крепления сошника к раме сажалки; 2 – верхняя тяга подвески; 3 – кронштейн сошника; 4 – сошник; 5 – нажимная штанга; 6 – бороздозакрывающие диски;  7 – рамка крепления дисков; 8 – отвальчик; 9 – регулировочный болт упора; 10 – упор;  11 – копирующее колесо; 12 – нижняя тяга подвески; 13 – диагональная тяга

Fig. 7. Coulter group of clone potato planter KSU-4 (VIM): 1 – bracket for fastening the coulter to the frame of the planter; 2 – upper suspension link; 3 – coulter bracket; 4 – coulter; 5 – push rod; 6 – furrow-closing discs; 7 – disk mounting frame; 8 – dump; 9 – stop adjusting bolt; 10 – emphasis; 11 – copy wheel; 12 – lower suspension link; 13 – diagonal thrust

 

На рисунке 7 показана сошниковая группа машины для посадки клонов картофеля конструкции ФГБНУ ФНАЦ ВИМ с самозаглубляющимися сошниками и индивидуальной плавающей подвеской параллелограммного типа. Данные сошники устанавливались на картофелесажалках советского производства СН-4Б, СКС-4, КСМ-4 и других машинах.

Угол вхождения сошника 4 в почву, в зависимости от ее плотности, задается длиной верхней тяги подвески 2. Изменение глубины хода сошника осуществляется поворотом вилки копирующего колеса 11 относительно кронштейна сошника. В передней части корпуса сошника имеется щиток, образующий канал для направления туков минеральных удобрений в сформированное носком сошника ложе. Отвальчики 8 образуют рыхлый слой почвы на дне борозды и обеспечивают почвенную прослойку между удобрением и клубнями. Для ограничения опускания сошника при переводе сажалки в транспортное положение на конце тяги 12 имеется упор 10. Перед упором в кронштейне сошника 3 установлен регулировочный болт 9. Этот болт касается упора тяги 10 при подъеме сажалки в транспортное положение.

В параллелограмме предусмотрена диагональная тяга 13, один конец которой шарнирно прикреплен к кронштейну сошника, а другой ‒ с резьбой и навинченной гайкой ‒ пропущен через прорезь переднего кронштейна 1. Тяга ограничивает подъем сошника, не позволяя корпусу сошника упираться в конструктивные элементы сажалки во время работы. К боковинам сошника шарнирно присоединена рамка 7 для крепления через «кривые» полуоси бороздозакрывающих дисков 6 и прижимной телескопической штанги 5. Верхняя часть штанги 5 шарнирно прикреплена к раме сажалки. Полуоси бороздозакрывающих дисков имеют возможность поворачиваться относительно рамки с целью регулирования угла атаки дисков, что определяет форму гребня. В штанге 5 предусмотрены отверстия для регулировки сжатия нажимной пружины, а следовательно, и давления дисков на почву, что оказывает влияние на глубину заделки клубней и высоту гребней. Наличие в конструкции сошниковой группы сошника с острым углом вхождения в почву, копирующего колеса и параллелограммной плавающей подвески с длиной продольных тяг 400 мм, позволяет удовлетворительно копировать неровности поля высотой до 15 см. Отвальчики 8 в лобовой части корпуса сошника обеспечивают на дне борозды рыхлый слой почвы до 5 см.

К недостаткам рассматриваемых сошниковых групп с острым углом вхождения сошника в почву можно отнести то, что, несмотря на копирование ими неровностей поля, глубина посадки клубней в почву остается не всегда равномерной. Происходит это из-за того, что во время копирования неровностей поля при перемещении сошника вниз по вертикали носок сошника попадает в более плотные слои почвы, а так как параллелограммный механизм подвески сохраняет угол атаки сошника постоянным, то реакция почвы от действия вертикальной составляющей P₂ и равнодействующей силы P увеличивается. Пропорционально увеличивается и вертикальная составляющая силы, прижимающей копирующее колесо к почве P₂; под действием этой силы, копирующее колесо вдавливается в рыхлый поверхностный слой почвы, в результате глубина посадки клубней увеличивается (неравномерность глубины посадки по длине гона, в зависимости от плотности почвы, достигает ±4 см). Неравномерность глубины хода сошника сказывается на дружности всходов, особенно это заметно при посадке миниклубней в элитном семеноводстве картофеля. Величина и направление равнодействующей силы P (рис. 6) зависит от рабочей скорости посадочного агрегата, глубины хода сошника, плотности почвы, ее влажности, коэффициента трения поверхности сошника с почвой и угла вхождения сошника в почву (угла атаки). Реально в конструкции сошниковой группы мы можем воздействовать на величину угла вхождения сошника в почву. При увеличении угла атаки сошник пытается углубиться в почву, этому препятствует сила P₂ со стороны копирующего колеса 11 (рис. 6), вдавливая его в почву. При уменьшении угла атаки сошника сила P₂ уменьшается и копирующее колесо меньше вдавливается в почву. Для стабилизации хода сошника на заданной глубине при копировании неровностей необходимо обеспечить автоматическое изменение величины угла атаки β (рис. 8) в зависимости от изменения микрорельефа поля.

Рис. 8. Принципиальная схема работы индивидуальной плавающей подвески сошника

Fig. 8. Schematic diagram of the operation of an individual floating coulter suspension

 

Результаты исследования

Поставленная техническая задача достигается тем, что в сошниковой группе картофелесажалки индивидуальная плавающая подвеска сошника (рис. 8 и рис. 9) представляет собой не параллелограмм, а шарнирный четырехугольник со сторонами, образованными кронштейном крепления сошниковой группы к раме сажалки 1 (сторона АВ), корпусом сошника 5 (сторона СD) и продольными верхней 2 (сторона ВС) и нижней 4 (сторона АD) тягами. При этом расстояние между шарнирами стороны 1 меньше чем стороны 5, а верхняя 2 и нижняя 4 тяги между собой равны. Причем прямая АВ, проходящая через точки крепления продольных тяг к кронштейну крепления сошниковой группы, перпендикулярна поверхности поля, а верхняя тяга подвески имеет телескопическую муфту 3 для установки первоначально заданного угла атаки сошника.

Величина изменения угла атаки ∆β в зависимости от изменения глубины хода сошника достигается за счет уменьшения расстояния между шарнирами четырехугольника стороны 1 по отношению к стороне 5 (рис. 9).

Рис. 9. Сошниковая группа картофелесажалки с автоматической стабилизацией глубины посадки

Fig. 9. Coulter group of a potato planter with automatic stabilization of planting depth

 

 

Разработанная сошниковая группа картофелесажалки с автоматической стабилизацией глубины посадки (рис. 9) содержит кронштейн крепления сошника к раме сажалки 1, верхнюю тягу 2 подвески сошника с телескопической муфтой 3 для установки первоначально заданного угла атаки сошника β, нижнюю тягу подвески сошника 4, корпус сошника 5, сошник 6, копирующее колесо 7, упор ограничителя опускания сошника 8, регулировочный болт упора 9, диагональную тягу ограничителя подъема сошника 10, вилку копирующего колеса 11, сектор регулировки глубины хода сошника 12, бороздозакрывающие диски 13, рамку крепления дисков 14, подпружиненную нажимную штангу 15. Подготовка к работе сошниковой группы и процесс копирования неровностей поля заключается в следующем.

Первоначально заданный угол вхождения сошника 6 в почву обеспечивается длиной верхней тяги 2 подвески с помощью телескопической муфты 3. Глубина хода сошника 6 задается поворотом вилки 11 копирующего колеса 7 относительно сектора 12, закрепленного на корпусе сошника. Острый угол вхождения сошника в почву рыхлит дно борозды.

Путем регулирования длины болта 9 и изменения положения гайки на тяге 10 добиваются необходимой величины хода сошника в вертикальном направлении, что обеспечивает возможность копирования неровностей поля.

Глубина хода сошника 6 задается и поддерживается копирующим колесом 7. В момент преодоления сошниковой группой неровностей поля и перемещения при этом сошника вниз по вертикали, носок сошника попадает в более плотные слои почвы. При этом равнодействующая сил сопротивления почвы на сошник увеличивается, но за счет заданного соотношения сторон четырехзвенного механизма подвески угол атаки сошника 6 уменьшается, а вертикальная составляющая равнодействующей сил сопротивления почвы остается примерно постоянной. Постоянной величиной остается и вертикальная составляющая силы прижимающей копирующее колесо к почве. В результате копирующее колесо вдавливается в поверхностный слой почвы примерно на одинаковую величину, и образованное сошником ложе для клубней на дне борозды автоматически стабилизируется на заданной глубине.

С целью оптимизации соотношения размеров тяг подвески, обеспечивающих наиболее стабильный ход сошника по глубине, в экспериментальных исследованиях было принято четыре варианта длин сторон четырехзвенного механизма (рис. 8) с их соотношением AB:СD:ВС:AD соответственно:

а) 4:4:8:8 или в мм 200:200:400:400 – параллелограмм;

б) 3:4:8:8 в мм 150:200:400:400;

в) 2:4:8:8 в мм 100:200:400:400;

г) 1:4:8:8 в мм 50:200:400:400.

Исследования экспериментальных сошниковых групп проводились на двухрядной клоновой посадочной машине, разработанной и изготовленной опытным заводом ФГБНУ ФНАЦ ВИМ (рис. 10).

Рис. 10. Экспериментальная сошниковая группа на клоновой посадочной машине

Fig. 10. Experimental coulter group on a clone planter

 

Место проведения испытаний – опытное поле ООО «Редкинская АПК» Тверской области Конаковского района, д. Кошелево. Сажалка во время испытаний агрегатировалась с трактором марки МТЗ-82 тягового класса 1,4.

Тип почвы при испытаниях – дерново-подзолистая (легкий суглинок), структура – мелкокомковатая, рельеф – ровный, микрорельеф – гребнистый с перепадом гребней до 200 мм.

Влажность почвы и твердость в слоях соответственно:

от 0 до 5 см       14,5 %   0,35 Мпа

от 5 до 10 см     16,7 %   0,54 Мпа

от 10 до 15 см   19,5 %   1,29 Мпа

от 15 до 20 см   22,8 %   1,34 Мпа

Температура почвы во время испытаний в слое от 0 до 20 см составляла +10,0 °С при температуре воздуха +12,0 °С.

С целью получения корректно сравниваемых экспериментальных данных для проведения испытаний был подготовлен участок поля со специально нарезанным микрорельефом (рис. 11).

Рис. 11. Экспериментальный участок поля

Fig. 11. Experimental section of the field

 

Экспресс-оценка микрорельефа поверхности экспериментального участка поля проводилась на контрольных участках протяженностью 5 м (рис. 12). Это позволило осуществлять достоверную сравнительную оценку испытываемых сошниковых групп картофелесажалок [13–15]. При проведении исследований на двухрядную клоновую сажалку поочередно устанавливали четыре пары сошников с разным соотношением длин тяг подвески согласно плана эксперимента и в трехкратной повторности прокатывали сажалку по экспериментальному участку поля в направлении, перпендикулярном нарезанным неровностям, с постоянной скоростью перемещения агрегата 1,2 м/с.

Рис. 12. Микрорельеф экспериментального участка поля

Fig. 12. Microrelief of the experimental area of the field

 

Под глубиной хода сошника подразумевали расстояние от поверхности поля, сформированной после прохода сажалки с приподнятыми заделывающими дисками (края образованного ложа для клубней), до рыхлого слоя дна борозды [16–18]. Замеры глубины хода сошника на линейном участке экспериментального поля проводили через каждые 0,2 м.

Из шести повторов замеров по каждой точке (2 сошника по 3 повторности) определяли среднее значение и строили графики глубины хода сошников по каждому типоразмеру подвески (рис. 13).

Рис. 13. Влияние соотношения сторон подвески на равномерность хода сошника

Fig. 13. Influence of suspension side ratio on coulter move uniformity

 

Затем по каждой сошниковой группе определялись средние значения глубины хода сошника из средних по точкам замеров, средние квадратичные отклонения и коэффициенты вариации.

Результаты испытаний после математической обработки полученных данных приведены в таблице 1.

 

Таблица 1. Равномерность глубины хода сошника в зависимости от соотношения сторон его подвески

Table 1. Uniformity of coulter travel depth depending on the ratio of the coulter suspension sides

Соотношения сторон подвески сошника, мм / Ratios of the parties of a suspension bracket of an opener, mm	∆β* при высоте неровностей, мм / ∆β at the height of irregularities, mm		Глубина хода сошника, см / Coulter move depth, sm
	100	200	заданная / given	макс /max	мин / min	Среднее / Average	ϭ±см	V %
200:200:400:400	0°	0°	10,0	15,0	8,0	10,8	3,67	34,0
150:200:400:400	6°	7°	10,0	12,0	8,0	10,0	1,78	17,8
100:200:400:400	10°	16°	10,0	11,0	3,0	8,1	3,92	48,4
50:200:400:400	18°	29°	10,0	11,0	0,5	6,8	5,28	77,6

 

Графические изображения на рисунке 13 наглядно показывают влияние соотношения сторон подвески сошника на отклонения глубины его хода от заданной при прохождении неровностей поверхности поля.

Отклонение глубины хода сошника с классической параллелограммной подвеской (200:200:400:400) наблюдается в сторону увеличения в пределах 4 см от заданной на неровностях поля до 20 см, что превышает исходные требования на 2 см. При неровностях поля до 10 см данная сошниковая группа вполне удовлетворяет исходным требованиям.

У сошниковой группы с соотношением сторон подвески 150:200:400:400 отклонения глубины хода от заданной не превышают 2 см даже при неровностях поля 20 см, при этом средняя глубина хода сошника остается на уровне заданной.

Ход сошника третьего типа подвески (100:200:400:400) отклоняется от заданной величины в сторону уменьшения до 6 см глубины при неровностях поля 10 см и до глубины 3 см при неровности микрорельефа до 20 см, что превышает предельные допуски, определенные исходными требованиями на картофелепосадочные машины.

Глубина хода четвертого типа подвески сошников (50:200:400:400) еще больше отклоняется от заданной, при неровностях в 20 см дно борозды практически выходит на поверхность поля.

Отклонения хода сошников третьего и четвертого типов подвесок в сторону уменьшения глубины от заданной объясняется уменьшением угла атаки сошника β до отрицательного значения, что вызывает резкое его выглубление и за счет сил инерции стремление выйти на поверхность поля. Очевидно, что при увеличении скорости посадочного агрегата качество работы последних двух типов подвесок сошников еще более ухудшится и перейдет в колебательные движения. Следовательно, третий и четвертый типы подвесок неприемлемы как неудовлетворяющие исходным требованиям на картофелепосадочные машины.

Выводы из анализа графиков, представленные на рисунке 13, подтверждаются усредненными вероятностными показателями (табл. 1). Так, среднее значение глубины хода сошника с параллелограммной подвеской незначительно (на 0,8 см) отклоняется от заданной в сторону увеличения при среднем квадратичном отклонении ±3,67 см и коэффициенте вариации 77,6 %. Среднее значение глубины хода сошника с соотношением сторон подвески 150:200:400:400 соответствует заданному его значению с гораздо менее значительными средним квадратичным отклонением ±1,78 см и коэффициентом вариации 17,8 %.

Средние значения и вариационные показатели подвесок с соотношением сторон 100:200:400:400 и 50:200:400:400 далеко выходят за пределы исходных требований на картофелепосадочные машины и поэтому не могут быть применены на сажалках при практическом производстве картофеля.

Обсуждение и заключение

Наиболее полно удовлетворяют требованиям к условиям произрастания картофельного растения сошники с индивидуальной плавающей подвеской и острым углом вхождения в почву. Автоматическое поддержание заданной глубины хода сошника в пределах исходных требований (±2 см) к картофелепосадочным машинам при неровностях микрорельефа поля до 200 мм обеспечивает сошниковая группа с соотношением сторон подвески 150:200:400:400 мм и острым углом вхождения сошника в почву. Сошники с параллелограммной подвеской (соотношение длин тяг в мм 200:200:400:400) обеспечивают равномерность глубины хода сошников по длине гона в пределах ±2 см при неровностях микрорельефа поля до 100 мм.

Уменьшение длины тяги АВ подвески сошника до 100 см и менее вызывает колебательные движения сошника, в результате чего равномерность глубины его хода выходит далеко за пределы исходных требований.

 

 

¹ Машинные технологии и техника для производства картофеля / С. С. Туболев [и др.]. М. : Агроспас, 2010. 316 с. ; Навигационные технологии в сельском хозяйстве. Координатное земледелие / В. И. Балабанов [и др.]. М. : Российский государственный аграрный университет. МСХА им. К. А. Тимирязева, 2013. 143 с. EDN: RLUIBJ 

² Оптимизация параметров прикатывающего устройства комбинированного посевного агрегата / В. И. Курдюмов [и др.] // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 1. С. 34–37. EDN: RYYWPR

³ Kukharev O. N. Larushin N. P. A Device for Guiding of Bodies of Irregular Shape // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2018. Vol. 9, Issue 3. P. 30–33.

⁴ Машинные технологии и техника для производства картофеля / С. С. Туболев [и др.]. М. : Агроспас, 2010. 316 с.; Навигационные технологии в сельском хозяйстве. Координатное земледелие / В. И. Балабанов [и др.]. М. : Российский государственный аграрный университет. МСХА им. К. А. Тимирязева, 2013. 143 с. EDN: RLUIBJ 

About the authors

Alexey V. Sibirev

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Author for correspondence.
Email: sibirev2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9442-2276
ResearcherId: M-6230-2016

Professor of RAS, Dr.Sci. (Engr.), Senior Researcher of the Department of Technology and Machines in Vegetable Production

Russian Federation, 5, 1st Institutskiy Proyezd, Moscow 109428

Aleksey S. Dorokhov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: dorokhov@rgau-msha.ru
ORCID iD: 0000-0002-4758-3843
ResearcherId: H-4089-2018

Corresponding Member of RAS, Dr.Sci. (Engr.), Professor, Deputy Director
on Scientific and Organizational Work

Russian Federation, 5, 1st Institutskiy Proyezd, Moscow 109428

Andrey G. Ponomarev

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: agrodisel@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8871-4419

Cand.Sci. (Engr.), Leading Researcher of the Department of Technology
and Machines in Vegetable Production

Russian Federation, 5, 1st Institutskiy Proyezd, Moscow 109428

Vitaliy N. Zernov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: techagromash@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1443-9407

Cand.Sci. (Engr.), Leading Researcher of the Department of Technologies
and Machines in Vegetable Growing

Russian Federation, 5, 1st Institutskiy Proyezd, Moscow 109428

Sergey N. Petukhov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: petuxov61@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-2212-8569

Cand.Sci. (Agric.), Leading Researcher of the Department of Technology
and Machines in Vegetable Production,

Russian Federation, 5, 1st Institutskiy Proyezd, Moscow 109428

Aleksandr G. Aksenov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: 1053vim@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9546-7695
ResearcherId: V-5572-2017

Dr.Sci. (Engr.), Leading Researcher of the Department of Technology and
Machines in Vegetable Production

Russian Federation, 5, 1st Institutskiy Proyezd, Moscow 109428

References

Supplementary files