Содержание к диссертации
Введение
1. Способы посева и сеялки, применяемые для посева мелкосеменных бобовых трав , 8
1.1. Факторы, влияющие на способ заделки мелкосеменных культур в подготовленную почву 8
1.1.1. Сеялки и заделывающие органы, применяемые для посева семян многолетних бобовых трав 27
2. Теоретическое обоснование выбора параметров и режимов работы экспериментальной машины 53
2.1 . Технологический процесс полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав и сеялка для его осуществления 53
2.2. Определение диаметра бороздообразующего катка 55
2.3.Сопротивление качению катка 57
2.4.Вааимодействие катка с комком почвы 62
3.Программа и методика экспериментальных исследований 67
3.1. Программа экспериментальных исследований 67
3.2. Методика, условия и оборудование для проведения исследований 68
3.2.1. Методика закладки полевых опытов с целью обоснования полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву и выбора рабочих органов сеялки для его осуществления 68
3.2.2. Методика определения углов трения почвы с целью обоснования выбора диаметра бороздообразующего катка 75
3.2.3. Методика проведения полевых опытов с целью определения влияния семяраспределительного устройства посевной секции на распределение семян по ширине борозды 79
3.2.4. Методика определения конструктивных параметров и режимов работы заделывающих рабочих органов сеялки 79
3.3. Методика проведения сравнительных тяговых испытаний серийных двухдисковых сошников и экспериментальных посевных секций 80
3.3.1 .Тарирование секций, применяемых для тяговых испытаний 80
3.3.2.Методика проведения испытаний 82
4. Результаты экспериментальных исследований 83
4.1. Исследование влияния параметров и режимов работы сеялки для полосного способа посева семян на урожайность многолетних трав 83
4.2. Исследование процесса заделки мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву 100
4.2.1. Определение зависимости диаметра бороздообразующего катка от углов трения почвы 101
4.2.2.Определение влияния конструктивных параметров семяраспределительного устройства посевной секции на распределение семян в борозде 106
4.2.3.Определение конструктивных и рабочих параметров заделывающих рабочих органов сеялки 109
4.3. Определение тягового сопротивления двухдисковых сошников и экспериментальных посевных секций 112
5. Экономическая эффективность полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву 122
6. Общие выводы 124
7. Рекомендации производству 128
8. Список литературных источников 130
9. Приложения 142
- Факторы, влияющие на способ заделки мелкосеменных культур в подготовленную почву
- Технологический процесс полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав и сеялка для его осуществления
- Методика закладки полевых опытов с целью обоснования полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву и выбора рабочих органов сеялки для его осуществления
- Определение зависимости диаметра бороздообразующего катка от углов трения почвы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Современное развитие животноводства тесно связано с дальнейшей интенсификацией полевого и лугопастбищного кормопроизводства Интенсивное ведение его базируется на применении прогрессивных способов и технологий выращивания кормов, которые позволяют обеспечить постоянное увеличение их количества и качества.
Среди культур, выращиваемых на корм, большое значение имеют многолетние травы. Бобовые и злаковые травы совместно с высокоурожайными зерновыми и силосными культурами обеспечивают полноценное кормление всех видов скота и птицы. Наибольшую кормовую ценность представляют многолетние бобовые травы, ведущее место среди которых принадлежит люцерне. Они дают возможность получать разнообразные виды дешевых высокобелковых кормов при невысоком уровне затрат средств и энергии. Возможность получения полноценного кормового белка без значительных энергетических затрат в настоящее время во многом определяет ценность этих культур [1].
Возделывание люцерны имеет важное агротехническое значение. Благодаря развитию мощной корневой системы, которая проникает на глубину до 12 м, она обогащает почву органическими веществами, повышает плодородие и, тем самым, способствует повышению урожая последующих культур.
Люцерна накапливает больше корневых и поукосных остатков, чем однолетние травы Корни содержат до 3...4 % азота из расчета на сухое вещество. По данным исследований, после уборки урожая с корневыми и пожнивными остатками в почву поступает в среднем 200 кг/га азота
Отмечено также действие люцерны на повышение содержания гумуса и плодородия почвы. Эта культура положительно влияет на окультуривание не только пахотного, но и подпахотного слоев почвы, что имеет большое практическое значение для черноземов. Многими химическими анализами верхнего слоя (0...15 см) почвы установлено, что содержание азота и
5 органического вещества снизилось во всех изучаемых севооборотах без люцерны. Севообороты с люцерной позволяют сохранить органическое вещество в почве. При освоении почвозащитных севооборотов предусматривается многолетнее выращивание люцерны в чистом виде или в травосмесях на склоновых землях [2].
Таким образом, люцерна - одна из лучших кормовых культур и является хорошим предшественником всех сельскохозяйственных культур, важным растением для повышения плодородия почвы.
Люцерну высевают различными способами - обычным рядовым и широкорядным, в чистом виде и в смеси, под покровом и без покрова. При всех способах Лосева получают хороший урожай сена и семян, если культура обеспечена необходимыми условиями для роста и развития [3].
Кроме способов посева, люцерна предъявляет особые требования к основной и предпосевной обработке почвы.
Вследствие медленного роста в начале жизни люцерна сильно угнетается сорняками, поэтому чистота полей - важное условие получения высоких урожаев семян. Наряду с этим следует отметить, что семена ее мелкие и требуют неглубокой заделки, поэтому главная цель подготовки почвы к посеву семян многолетних трав - создание наилучших условий их прорастания. Семена при этом необходимо уложить на уплотненное ложе.
Для посева многолетних бобовых трав применяются переоборудованные соответствующим образом серийно выпускаемые сеялки. К их числу относятся - зерновые сеялки СЗ - 3,6; зернотравяные СЗТ - 3,6; луготравяные СЛТ - 3,6; рисовые СРН - 4,2; кукурузные СУПН - 8; свекловичные ССТ - 8; ССТ - 12А; 2СТСН - 6А; овощные СКОН - 4,2; СО - 4,2; СОН - 2,8; селекционные СН -16. Однако одни из указанных сеялок не обеспечивают агротехнических требований, предъявляемых к качеству посева семян многолетних бобовых трав ввиду их мелкосемянности и малых норм высева, другие - из - за повышенного дробления семян высевающими аппаратами и некачественной заделки их в почву.
Специальных сеялок для посева семян многолетних бобовых трав промышленностью нашей страны не выпускается. В связи с этим и возникла необходимость изучения данного вопроса
Цель исследований. Цель исследований заключалась в обосновании и разработке способа и технических средств для посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи: проанализировать научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы и выбрать оптимальную технологическую схему посева мелких семян трав в подготовленную почву; исследовать процесс заделки семян в подготовленную почву; аналитически обосновать выбор конструктивных параметров бороздообразующих катков; провести энергетическую оценку работы бороздообразующих катков; обосновать рациональную схему экспериментальной машины; экспериментально исследовать процесс полосного посева мелкосеменных культур в подготовленную почву предлагаемой сеялкой с целью оптимизации ее основных параметров; по результатам теоретических и экспериментальных исследований разработать опытный образец сеялки; провести агротехническую, энергетическую и экономическую оценку эффективности применения новой посевной машины.
Объекты исследований. Объектами исследований являлись технологические процессы заделки семян в почву полосным способом.
Научная новизна. Научная новизна исследований заключается в разработке нового способа полосного посева семян мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву с шириной засеваемой полосы 10 см и междурядьем 15 см и конструкции сеялки для его осуществления с обоснованием оптимальных режимов ее работы и конструктивных параметров
7 бороздообразующего органа, в зависимости от физико-механических свойств почвы, семяраспределительного устройства и заделывающего, рабочего органа, засыпающего семена рыхлой почвой. Выявлены закономерности изменения сопротивления почвы при работе экспериментальных посевных секций в зависимости от скорости движения агрегата, глубины хода и влажности почвы, сопоставленные с аналогичными показателями серийных двухдисковых сошников.
По материалам исследований получен патент на полезную модель и подана заявка на изобретение.
Достоверность выводов и предложений подтверждается итогами полевых испытаний и опытов в лабораторно-полевых условиях, а также результатами специальных инструментальных измерений.
Практическая ценность заключается в рекомендациях по механизированному посеву семян многолетних трав в подготовленную почву полосным способом.
Разработанная сеялка для полосного посева семян апробирована на полях опытной станции Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства и опытного хозяйства «Темнолесское» Шпаковского района Ставропольского края. Там же проведены сравнительные тяговые испытания серийных двухдисковых сошников и экспериментальных посевных секций.
Публикация и объем работ. Основные положения диссертации опубликованы в трудах Ставропольского научно - исследовательского института животноводства и кормопроизводства за 2002... 2004 годы.
По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в их числе патент на полезную модель.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложения.
Список литературы включает 129 наименований. Работа изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 47 иллюстраций.
Факторы, влияющие на способ заделки мелкосеменных культур в подготовленную почву
Современное развитие животноводства тесно связано с дальнейшей интенсификацией полевого и лугопастбищного кормопроизводства Интенсивное ведение его базируется на применении прогрессивных способов и технологий выращивания кормов, которые позволяют обеспечить постоянное увеличение их количества и качества.
Среди культур, выращиваемых на корм, большое значение имеют многолетние травы. Бобовые и злаковые травы совместно с высокоурожайными зерновыми и силосными культурами обеспечивают полноценное кормление всех видов скота и птицы. Наибольшую кормовую ценность представляют многолетние бобовые травы, ведущее место среди которых принадлежит люцерне. Они дают возможность получать разнообразные виды дешевых высокобелковых кормов при невысоком уровне затрат средств и энергии. Возможность получения полноценного кормового белка без значительных энергетических затрат в настоящее время во многом определяет ценность этих культур [1].
Возделывание люцерны имеет важное агротехническое значение. Благодаря развитию мощной корневой системы, которая проникает на глубину до 12 м, она обогащает почву органическими веществами, повышает плодородие и, тем самым, способствует повышению урожая последующих культур.
Люцерна накапливает больше корневых и поукосных остатков, чем однолетние травы Корни содержат до 3...4 % азота из расчета на сухое вещество. По данным исследований, после уборки урожая с корневыми и пожнивными остатками в почву поступает в среднем 200 кг/га азота
Отмечено также действие люцерны на повышение содержания гумуса и плодородия почвы. Эта культура положительно влияет на окультуривание не только пахотного, но и подпахотного слоев почвы, что имеет большое практическое значение для черноземов. Многими химическими анализами верхнего слоя (0...15 см) почвы установлено, что содержание азота и органического вещества снизилось во всех изучаемых севооборотах без люцерны. Севообороты с люцерной позволяют сохранить органическое вещество в почве. При освоении почвозащитных севооборотов предусматривается многолетнее выращивание люцерны в чистом виде или в травосмесях на склоновых землях [2]. Таким образом, люцерна - одна из лучших кормовых культур и является хорошим предшественником всех сельскохозяйственных культур, важным растением для повышения плодородия почвы. Люцерну высевают различными способами - обычным рядовым и широкорядным, в чистом виде и в смеси, под покровом и без покрова. При всех способах Лосева получают хороший урожай сена и семян, если культура обеспечена необходимыми условиями для роста и развития [3]. Кроме способов посева, люцерна предъявляет особые требования к основной и предпосевной обработке почвы. Вследствие медленного роста в начале жизни люцерна сильно угнетается сорняками, поэтому чистота полей - важное условие получения высоких урожаев семян. Наряду с этим следует отметить, что семена ее мелкие и требуют неглубокой заделки, поэтому главная цель подготовки почвы к посеву семян многолетних трав - создание наилучших условий их прорастания. Семена при этом необходимо уложить на уплотненное ложе. Для посева многолетних бобовых трав применяются переоборудованные соответствующим образом серийно выпускаемые сеялки. К их числу относятся - зерновые сеялки СЗ - 3,6; зернотравяные СЗТ - 3,6; луготравяные СЛТ - 3,6; рисовые СРН - 4,2; кукурузные СУПН - 8; свекловичные ССТ - 8; ССТ - 12А; 2СТСН - 6А; овощные СКОН - 4,2; СО - 4,2; СОН - 2,8; селекционные СН -16. Однако одни из указанных сеялок не обеспечивают агротехнических требований, предъявляемых к качеству посева семян многолетних бобовых трав ввиду их мелкосемянности и малых норм высева, другие - из - за повышенного дробления семян высевающими аппаратами и некачественной заделки их в почву. Специальных сеялок для посева семян многолетних бобовых трав промышленностью нашей страны не выпускается. В связи с этим и возникла необходимость изучения данного вопроса Цель исследований. Цель исследований заключалась в обосновании и разработке способа и технических средств для посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву. Задачи исследований. Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи: - проанализировать научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы и выбрать оптимальную технологическую схему посева мелких семян трав в подготовленную почву; - исследовать процесс заделки семян в подготовленную почву; - аналитически обосновать выбор конструктивных параметров бороздообразующих катков; - провести энергетическую оценку работы бороздообразующих катков; - обосновать рациональную схему экспериментальной машины; - экспериментально исследовать процесс полосного посева мелкосеменных культур в подготовленную почву предлагаемой сеялкой с целью оптимизации ее основных параметров; - по результатам теоретических и экспериментальных исследований разработать опытный образец сеялки; - провести агротехническую, энергетическую и экономическую оценку эффективности применения новой посевной машины. Объекты исследований. Объектами исследований являлись технологические процессы заделки семян в почву полосным способом.
Технологический процесс полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав и сеялка для его осуществления
Параллельно установленные с двух сторон относительно высеваемого рядка ветрозащитные диски 11 предотвращают выдувание семян. Изменяя глубину вхождения дисков 11 в почву, изменяют длину защитной зоны.
Кроме того, ветрозащитные диски И хорошо приспосабливаются к микрорельефу поля, а также перед ними не происходит сгуживания почвы. Высеянные семена трав заделываются идущим следом, прикатывающим катком 15, сглаживающим гребни, прикрывая почвой семена и одновременно производя уплотнение почвы.
Конструкции описанных выше устройств также не обеспечивают необходимого качества заделки мелких семян бобовых трав в подготовленную почву из-за наличия на дне борозды гребней, сформированных бороздообразующими катками с ребристой поверхностью. В результате этого семена, высеянные на дно борозды, попадают как на гребни, так и во впадины между ними, что ведет к неравномерной заделке семян по глубине прикатывающими катками. Семяраспредедительные устройства дают высокую неравномерность распределения семян по ширине ряда, вследствие чего также ухудшается равномерность их заделки. Кроме того, при посеве данными устройствами в условиях неустойчивого увлажнения на черноземах за период времени от заделки семян в почву до начала появления всходов, над семенами образуется почвенная корка из-за интенсивного поступления влаги по капиллярам к поверхности почвы и последующего ее испарения. Впоследствии семена трав не всходят без дополнительного увлажнения (осадков), а появившаяся после осадков изреженные всходы трав сильно угнетаются сорняками и погибают.
В связи с этим наиболее целесообразно создавать посевные борозды с ровным, гладким дном, способствующим более равномерному распределению семян по ширине борозды, а заделку семян проводить рыхлым слоем почвы. 1. Существующие способы посева мелкосеменных бобовых трав не соответствуют агротехническим требованиям в связи с тем, что неравномерное размещение растений по поверхности поля и по глубине заделки приводит к снижению полевой всхожести семян, а следовательно, и к снижению урожайности. 2. Для обеспечения лучшего роста и развития растений сеять их необходимо полосным способом с равномерным распределением семян по ширине засеваемой полосы, а закрывать семена рыхлым слоем почвы без последующего уплотнения, 3. Анкерные сошники для полосного посева сложны в изготовлении, имеют большое тяговое сопротивление, а также не обеспечивают заданной глубины заделки семян из-за образования на дне засеваемой полосы пор, в которые просыпаются мелкие семена трав и впоследствии не всходят. 4. Сошниковые секции, имеющие в качестве бороздообразующего органа катки с ребристой поверхностью также не обеспечивают заданной глубины заделки, а послепосевное прикатывание почвы катками с гладкой рабочей поверхностью приводит к образованию почвенной корки, которая препятствует появлению всходов на дневную поверхность. 5. Сеялку для посева семян многолетних бобовых трав в подготовленную почву желательно разработать на базе существующих овощных сеялок. Конструкция ее должна быть проста в изготовлении и надежна в эксплуатации. Применяемые сеялки не обеспечивают агротехнических требований к качеству посева семян многолетних бобовых трав. Рядовые сеялки неравномерно размещают семена, как по площади поля, так и по глубине заделки, а недостатком конструкции полосных сеялок с бороздообразующим органом в виде катка является уплотнение над высеянными семенами почвенного слоя. Для устранения этих недостатков предлагается проводить высев семян на ровное дно бороздки с последующей их заделкой рыхлым слоем почвы. Для осуществления данной технологии создана экспериментальная сеялка, разработанная на базе серийной сеялки СН-16, для полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву (рис 2.1), состоящая из следующих основных элементов: рамы 1, опорно-приводных колес 2, бункера 3, высевающих аппаратов 4, механизма передач 5, группового регулятора глубины хода 6, посевных секций, состоящих из шарнирно закрепленных на раме 1 поводков 7, на которые установлены бороздообразующие катки 8 и индивидуальные механизмы регулирования глубины хода, содержащие штанги и пружины 9. На поводках 7 посевных секций установлены цилиндрические насадки 10, соединенные с высевающими аппаратами 4 семяпроводами П. Под цилиндрическими насадками 10 установлены семяраспределительные лотки 12. Заделывающие рабочие органы сеялки выполнены в виде состоящих из звеньев цепных шлейфов 13, которые крепятся к посевным секциям на одной линии с бороздообразующими катками 8. При движении сеялки по полю бороздообразующие катки 8 под воздействием нажимных пружин 9 выдавливают в почве посевные бороздки с уплотненным дном шириной 100 мм и глубиной 10...40 мм. Рабочими поверхностями бороздообразующих катков 8 являются резиновые ободы атмосферного давления, позволяющие повысить качество посева, в связи с возможностью работы на почвах с большой влажностью. Семена трав из бункера 3 поступают через высевающие аппараты 4, привод которых осуществляется от опорно-приводного колеса 2 через механизм передач 5.
Методика закладки полевых опытов с целью обоснования полосного способа посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву и выбора рабочих органов сеялки для его осуществления
Агротехнические исследования по полосному способу посева мелкосеменных бобовых трав в подготовленную почву проводились на физиологической станции Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства и опытного хозяйства «Темнолесское» Шлаковского района в 2001... 2003 годах.
Своеобразие климата, рельефа, растительности, почвообразующих пород, гидроэкологических условий обусловили формирование на территории хозяйства почв черноземного типа. Количество гумуса колеблется от 3,6 до 5,5%, что свидетельствует о достаточно высоком плодородии почвы. По агрегатному составу почвы опытного участка характеризуются мелкокомковой структурой. На долю фракции 0,05-0,25 мм приходится 16%, а на пылеватые фракции размером ниже 0,01мм - 66,5%.
Агроклиматические факторы за период исследований регистрировались агрометеопостом опхоза, расположенном в 1,5 км от места закладки опытов. Место проведения исследований отличается среднегодовым выпадением осадков в количестве 420...450 мм, из них большая часть (до 320 мм) приходится на вегетационный период. Гидротермический коэффициент для этого района неустойчивого увлажнения составляет 0,9...1,1. В хозяйстве преобладают западные и юго-западные ветры, которые характеризуются большой устойчивостью, понижают относительную влажность воздуха, уменьшают облачность, а, следовательно, и количество выпадающих атмосферных осадков. Схема проведения опытов 1. Вспашка + боронование + внесение удобрений + культивация + предпосевная культивация + посев двухдисковыми сошниками (контроль). 2. Вспашка + боронование + внесение удобрений + культивация + предпосевная культивация + посев экспериментальными посевными секциями. Удобрения вносились азотно-фосфорно-калийные с нормой 60 кг/га Цель опытов: определить наиболее эффективный способ посева семян многолетних бобовых трав в подготовленную почву. В день закладки опытов определяли влажность, твердость почвы, а также ее агрегатный состав. Влажность почвы определяли каждый раз перед началом опыта термостатно-весовым способом по горизонтам 0...5, 5... 10 и 10... 15 см [96,97,98]. Повторность опыта- пятикратная. Для этого пробы при температуре 105 С высушивали в течение 6 часов до постоянного веса в сушильном шкафу СНОЛ-25.25.25/2-МГУУ.2 ТУ ОНН 531414-70. Высушенные приборы взвешивали, используя весы ВЛКТ-500г-М4 класса ГОСТ 19492-74. Влажность почвы вычисляли по формуле mi - масса средней пробы грунта, взятой для анализа, г. По результатам агрегатного анализа вычисляли коэффициент структурности (К), под которым понимается отношение количества агрегатов от 1 до 10 мм к суммарному содержанию агрегатов менее 1 и более 10 мм в %. Повторность опыта - пятикратная. В опытах проводили следующие измерения, учеты и наблюдения [99]. 1. Наблюдения за развитием растений в период роста 2. Определения глубины заделки семян. 3. Определение ширины полосы рассева семян. 4. Учет урожайности зеленной массы и семян трав. Обработка данных урожайности проводилась методом дисперсионного анализа [100,101,102,103]. Для получения сопоставимых экспериментальных данных на сеялке смонтированы семь двухдисковых сошников (рис.3.1), из которых четыре установлены по колее трактора (по два на каждую колею) и две экспериментальные посевные секции. Ширина посевных борозд и междурядий соответственно 10 и 15 см. Опыт L Рядовой и полосный посев семян люцерны желтой и синегибридной в подготовленную почву. Каждую культуру высевали двухдисковыми сошниками и экспериментальными посевными секциями с тремя интервалами глубины заделки семян - 1,0; 2,0 и 3,0 см. Причем сеяли на каждой заданной глубине на трех рабочих скоростях: 1,5; 2,0 и 2,5 м/с [104]. Таким образом, опыт состоял из девяти вариантов для каждого сорта люцерны. Повторность опыта — четырехкратная. Размер делянок в каждом варианте 1,5 х 80 м (120 м2). Нормы высева по всем вариантам для люцерны желтой - 91 шт/м. пог. (9,2 кг/га), для люцерны синегибридной - 88 шт./м пог. (12,4 кг/га). Сроки сева по всем вариантам - третья декада апреля. Опыт II. С целью определения оптимальной глубины заделки семян заложены опыты с изменением рабочей скорости движения посевного агрегата. Семена люцерны синегибридной высевали экспериментальными посевными секциями и двухдисковыми сошниками с четырьмя интервалами глубины заделки семян -1,0; 2,0; 3,0 и 4,0 см. На каждой заданной глубине сеяли на трех рабочих скоростях: 1,5 2,0 и 2,5 м/с. В результате опыт состоял из двенадцати вариантов. Повторность опыта - четырехкратная. Размер делянок в каждом варианте 1,5 х 160 м (240 м2).
Определение зависимости диаметра бороздообразующего катка от углов трения почвы
Поверхность поля перед началом весенне-полевых работ представляет собой взрыхленный, пронизанный почвенными каналами, плодородный слой почвы со множеством различного рода неровностей.
Пониженная его плотность и неровности обуславливают неравномерность распределения семян по глубине их заделки. Качественное проведение посева кормовых мелкосеменных культур и обеспечение дружных всходов требует выравнивания поверхности поля, создание уплотненного ложе для семян, исключение потерь почвенной влаги. Для этого необходим агрегат, который может подготовить поверхность почвы и уплотнить ее в верхних горизонтах. Комбинированных устройств и рабочих органов, пригодных для этих операций, недостаточно. Кроме того, конструктивно-технологические параметры и режимы работы не предусматривают их применение на полях с повышенной влажностью. В результате информационного поиска, теоретических, лабораторных и полевых экспериментальных исследований установлено, что один из наиболее приемлемых вариантов решения проблемы при высеве семян в подготовленную почву - применение комбинированного заделывающего рабочего органа, который одновременно выравнивает поверхность поля, уплотняет семенное ложе и заделывает семена рыхлым слоем почвы. При перекатывании катка по влажной почве во время посева явлений залипання почвы на поверхности катка не должно быть. Для этого рабочий орган должен перекатываться по поверхности поля, образуя посевную бороздку с уплотненным и гладким дном и иметь опорную поверхность, способствующую разрушению или вдавливанию почвенных комков в почву. Бороздообразующий каток с резиновой шиной атмосферного давления и гладкой рабочей поверхностью в значительной мере удовлетворяет данному требованию. Катки с гладким металлическим ободом, имеющие грани на своей рабочей поверхности, при работе по влажной почве более подвержены залипанню [111, 112], Наряду с этим при одинаковой вертикальной нагрузке вертикальные составляющие реакции у катков со стальным и пневматическим ободом будут равными. Горизонтальная же составляющая реакции и ее плечо будут меньше у колес с пневматическими шинами, так как элементарные силы реакции почвы расположены спереди и сзади конца вертикального диаметра, В итоге сила тяги для перемещения пневматических колес будет примерно на 30% меньше силы перемещения колес с жестким ободом [113,114]. Теоретические исследования показали, что на выбор диаметра бороздообразующего катка наряду с усилием вдавливания его в почву и сопротивлением перемещению, основное влияние оказывает характер взаимодействия катка с неровностями поверхности поля, от которого в свою очередь зависит качество формирования посевной бороздки. Чтобы выявить воздействие бороздообразуюодего катка на эту поверхность, рассмотрено его взаимодействие с отдельной неровностью (комком) почвы. При этом необходимо иметь в виду, что движение комков и земляного валика перед катком ведет к нарушению технологического процесса и разрушению структуры почвы, тогда как перемещение почвы вниз желательно для достижения требуемой плотности. Для предотвращения указанного нежелательного явления, должно происходить защемление комка почвы между катком и поверхностью почвы. В связи с чем, согласно формуле (2.10) диаметр катка зависит от угла q i трения почвенного комка о почву, угла q 2 трения о рабочую поверхность катка и размеров Ь самого катка Размеры почвенных комков определяли на подготовленных для закладки опытов участках, в период с 2001 по 2003 г. Как показали замеры, в среднем размеры комков составляют 50... 85 мм, наибольшие размеры не превышают 100 мм. Для обеспечения качественного формирования посевной бороздки при расчетах диаметра катка будем задаваться наибольшими размерами. Известно [І15, 116, 117], что физико-механические свойства почвы, в частности угол трения о различные поверхности, во многом зависит как от ее строения, так и влажности. Почва, одного и того же механического состава, но различной влажности, будет обладать различными фрикционными свойствами. Поэтому, чтобы определить параметры катка, работающего как на почвах оптимальной влажности, так и повышенной, необходимо углы трения pi и ф2 определять при влажности почвы до 45%. Результаты исследований приведены на рисунке 4.14. Как показали исследования, угол pi трения комка о почву находится в пределах от 34 до 52 градусов при изменении влажности почвы от5 до 45%. При этом максимальное его значение достигается при влажности почвы 25%, затем он уменьшается с увеличением влажности почвы. Угол р2 трения почвенного комка о резиновую поверхность бороздообразующего катка составил 22...37 градусов при соответствующей влажности почвы. Максимальная величина угла ц 2 соответствует влажности 30%, затем он также уменьшается.
Такая закономерность изменения угла трения рг объясняется тем, что при меньшей влажности силы сцепления между почвой и рабочей поверхностью катка слишком слабы, трение при этом идет по малочисленным точкам соприкосновения почвенного комка с поверхностью катка. По мере увлажнения, нарастают силы сцепления и трения. В результате налипания частиц на поверхность катка трение и сцепление почвы с этой поверхностью может переходить в трение и сцепление почвы о почву. Этому моменту и соответствует максимальное значение коэффициента трения. Однако при дальнейшем обводнении частиц почвы, в ней появляется свободная вода, которая создает своеобразную смазку между почвой и рабочей поверхностью катка, и тем самым снижает величину трения [60].
Похожие диссертации на Обоснование конструктивных параметров и режимов работы сеялки для посева семян люцерны широкорядным способом
