Повышение эффективности функционирования фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки разработкой демпферно-предохранительного устройства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Дёмшин Константин Сергеевич

• Дёмшин Константин Сергеевич
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Дёмшин Константин Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Общая характеристика технологии полосного посева семян трав в дернину, осуществляемой сеялками с фрезерными

бороздовскрывателями

1.2 Анализ технических средств для прямого полосного посева семян

трав в дернину

1.3 Краткий обзор исследований по применению предохранительных и демпферных устройств в конструкции дисковых фрез

1.4 Цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМА РАБОТЫ ДЕМПФЕРНОГО УСТРОЙСТВА БОРОЗДОВСКРЫВАТЕЛЯ ДЕРНИННОЙ СЕЯЛКИ

2.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы демпферно-предохранительного устройства фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки

2.2 Определение основных параметров предохранительного

устройства фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки

2.3 Теоретическое исследование работы дисковых фрез бороздовскрывателя дернинной сеялки, оснащенных

демпферными устройствами

2.4 Разработка и оценка работоспособности компьютерной модели процесса фрезерования почвы дисковыми фрезами бороздо-вскрывателя, оборудованных демпферными устройствами

2.5 Исследование демпферных устройств дисковых фрез бороздовскрывателя дернинной сеялки посредством

компьютерного моделирования

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Задачи и программа экспериментальных исследований

3.2 Экспериментальные установки, приборы и оборудование

3.3 Опытный образец бороздовскрывателя дернинной сеялки с дисковыми фрезами, оснащенными демпферными устройствами

3.4 Методика определения энергоёмкости фрезерования

полосы дернины

3.5 Методика определения жёсткости пружины сжатия

демпферного устройства дисковой фрезы

3.6 Методика определения параметров полосы, профрезерованной

в дернине

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Исследование бороздовскрывателя дернинной сеялки с дисковыми фрезами, оборудованными демпферными устройствами

4.1.1 Исследование влияния конструктивно-технологических параметров демпферных устройств дисковых фрез

бороздовскрывателя на энергоемкость фрезерования

4.1.2 Сравнительные исследования бороздовскрывателя с демпферными механизмами и серийного бороздовскрывателя дернинной сеялки СДК

4.2 Исследование отдельной дисковой фрезы бороздовскрывателя, оборудованной демпферным устройством

4.2.1 Исследование влияния конструктивно-технологических параметров демпфера дисковой фрезы бороздовскрывателя

на энергоемкость фрезерования

4.2.2 Сравнительные исследования энергоёмкости фрезерования серийной фрезы сеялки СДК и фрезы, оснащенной

демпферным устройством

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Экономическая оценка использования дернинной сеялки, оборудованной фрезерными бороздовскрывателями

с демпферно-предохранительными устройствами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А Патент РФ на изобретение №

Приложение Б Матрица, названия, кодированные обозначения факторов, значения критерия оптимизации при реализации плана эксперимента Бокса-Бенкина второго порядка для трёх факторов при определении конструктивно-технологических параметров демпферного устройства отдельной дисковой фрезы в почвенном канале

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности функционирования фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки разработкой демпферно-предохранительного устройства»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Дисковые фрезы получили распространение в качестве рабочих органов машин и агрегатов для сельского хозяйства, мелиорации, дорожного строительства и в других отраслях промышленности. Отличием дисковых фрез при использовании в качестве почвообрабатывающих органов культиваторов или посевных агрегатов, является то, что они установлены попарно на валах секций привода с независимой подвеской. Рабочий процесс фрезерования характеризуется циклически повторяющейся ударной нагрузкой, вызванной последовательным входом ограниченного числа ножей в почву, что обуславливает большую амплитуду колебаний крутящего момента, потребляемого фрезами, и высокие значения его максимальной величины. Причем быстродействие процесса приводит к тому, что потребляемая мощность определяется значениями крутящего момента, близкими к максимуму. Для снижения негативного воздействия ударной нагрузки на привод фрез предложен ряд решений: поочередное начало резания почвы ножами, использование разных форм лезвий Г-образных ножей и увеличение их длины, установка ножей на амортизирующих втулках и т.д., но их применение не решает проблему полностью. Наиболее тяжелые условия эксплуатации, обусловленные фрезерованием полос задернелой почвы, характерны для бороздовскрывателей дернинных сеялок, поэтому разработка демпферно-предохранительного устройства, позволяющего снизить величину и амплитуду ударной нагрузки, а также защитить ножи фрез дернинных сеялок от поломки в аварийной ситуации, является актуальной задачей.

Исследования по теме проводились в рамках НИР №FNWE-2022-0002 «Создание высокоэффективных машинных технологий и технических средств для механизации растениеводства и животноводства, адаптированных к особенностям климатических условий Северо-Востока европейской части России».

Степень разработанности темы исследований. В России, странах ЕАЭС и за рубежом накоплен большой опыт разработки технологий восстановления продуктивности природных кормовых угодий посредством прямого полосного

посева семян трав в дернину и разнообразных технических средств для их осуществления. На основе многолетних исследований учёными Федерального аграрного научного центра Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого (ФАНЦ Северо-Востока), Всероссийского научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства (ВИМ), Сибирского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ), Научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства (Республика Беларусь), Целинного научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства (Целин-НИИМЭСХ, Республика Казахстан) разработано и внедрено в производство большое число ресурсосберегающих агрегатов и сеялок прямого полосного посева семян трав в дернину, в основном с дисковыми фрезами в качестве рабочих органов бороздовскрывателей. Использование дисковых фрез позволяет добиться ослабления ценотических связей в травостое за счет механического разрушения полосы дернины и таким образом заменить эффект от использования ядохимикатов различными приёмами механического воздействия на дернину.

Трансмиссии большинства сеялок прямого полосного посева оснащены общей срезной муфтой, в то же время существуют разработки более эффективных предохранительных устройств, устанавливаемых непосредственно на валах фрез бороздовскрывателей. Для снижения величины ударной нагрузки при фрезеровании проведены исследования по разработке пружинных ножей дисковых фрез и демпферных устройств в виде крепления ножей фрез на амортизирующих втулках, применение которых имело положительный эффект. Но широкого практического применения данные разработки не имели вследствие повышения сложности конструкции фрез и их привода, низкой надёжности и несопоставимого роста стоимости агрегатов.

Цель исследования: повышение эффективности рабочего процесса фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки посредством разработки демп-ферно-предохранительного устройства.

Объекты исследования: технологический процесс фрезерования почвы дисковыми фрезами бороздовскрывателя дернинной сеялки; ЗЛ-модель и опытный образец фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки, оснащённого демпферными устройствами.

Предмет исследования: закономерности влияния конструктивно-технологических параметров демпферных устройств дисковых фрез бороздовскрыва-теля дернинной сеялки на энергоёмкость фрезерования и стабильность крутящего момента, потребляемого приводом бороздовскрывателя.

Научную новизну работы составляют:

- результаты теоретических исследований по определению рациональных параметров и режимов работы демпферного устройства фрезерного бороз-довскрывателя дернинной сеялки, в т.ч проведенные посредством компьютерного моделирования процесса фрезерования почвы;

- уравнения регрессии функционирования демпферных устройств дисковых фрез бороздовскрывателя дернинной сеялки, позволяющие определить рациональные конструктивно-технологические параметры демпфера;

- результаты сравнительных исследований энергоёмкости функционирования серийного бороздовскрывателя дернинных сеялок СДК и опытного образца бороздовскрывателя, оснащенного демпферными устройствами.

Теоретическая и практическая значимость. Разработана конструктивно-технологическая схема демпферно-предохранительного механизма фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки, позволяющего эффективно сглаживать ударные нагрузки на привод при входе ножей в почву и отключать его для предохранения при встрече ножей дисковых фрез с препятствиями при полосной обработке дернины. Определены рациональные параметры и режимы работы демпферных устройств дисковых фрез бороздовскрывателя дернинной сеялки. Разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец бороздовскрывателя дернинной сеялки, фрезы которого оборудованы демпферными устройствами.

Результаты исследований предназначены для использования организациями, разрабатывающими новые или совершенствующими существующие агрегаты и сеялки для прямого полосного посева семян трав, почвообрабатывающая часть которых включает дисковые фрезы с независимым приводом.

Методология и методы исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием положений и законов классической механики и основ математического анализа. Экспериментальные исследования проводились по стандартным и разработанным методикам. Создана iD-модель выходного вала бороздовскрывателя с дисковыми фрезами с Г-образными ножами, каждая из которых оснащена демпферным устройством. Для компьютерного моделирования процесса фрезерования бороздовскрывателем дернинной сеялки использован модуль ANSYS Rigid Dynamics. При проведении исследований применена методика планирования эксперимента, экспериментальные данные обрабатывались с помощью программ Microsoft Excel и Statgraphics Plus 5.1.

Основные положения, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема демпферно-предохранительного механизма фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки;

- результаты теоретических исследований по определению рациональных параметров и режимов работы демпферных устройств дисковых фрез бороз-довскрывателя дернинной сеялки, в т.ч. посредством компьютерного моделирования процесса фрезерования почвы;

- уравнения регрессии функционирования бороздовскрывателя дернинной сеялки, дисковые фрезы которого оборудованы демпферными устройствами, полученные экспериментальным путем;

- результаты сравнительных исследований энергоёмкости функционирования серийных образцов отдельной дисковой фрезы и бороздовскрывателя дернинной сеялки СДК в сравнении с аналогичными рабочими органами, оснащёнными демпферными устройствами;

- результаты оценки экономической эффективности работы дернинной сеялки, оборудованной фрезерными бороздовскрывателями с демпферно-предо-хранительными механизмами.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность основных выводов подтверждена результатами экспериментальных исследований демпферных устройств дисковой фрезы и бороздовскрывателя дернинной сеялки, разработанного при участии автора, в том числе в полевых условиях.

Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения» (г. Йошкар-Ола, Марийский ГУ, 2023 г.), на XXIV Всероссийской (национальной) научно-практической конференции «Общество. Наука. Инновации (НПК 2024)» (г. Киров, ВятГУ, 2024 г.); на XII и XIII Международных научно-практических конференциях «Автоматизированное проектирование в машиностроении», Санкт-Петербург, Научно-исследовательский центр «МашиноСтроение» (г. Санкт-Петербург, НИЦ МС, 2024-25 гг.).

Публикация материалов исследования. Основные положения диссертации отражены в 12 научных работах, в том числе 4 статьи в изданиях, входящих в перечень научных журналов, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 4 статьи в рецензируемых научных изданиях, получен патент РФ на изобретение. Общий объем публикаций составляет 13,2 печатных листа, из них авторских - 3,6 печатных листа.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 141 странице основного текста, включая 40 рисунков, 24 таблицы и список литературы, включающий 115 источников.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1.1 Общая характеристика технологии полосного посева семян трав в дернину, осуществляемой сеялками с фрезерными бороздовскрывателями

Природно-климатические условия Евро-Северо-Востока РФ не позволяют гарантированно получать высокие урожаи зерновых и технических культур, при этом в сельском хозяйстве преобладает производство животноводческой продукции. Одним из перспективных направлений развития сельского хозяйства региона является увеличение доли сельскохозяйственного производства, соответствующего требованиям органического земледелия [70, 80, 84]. Для устойчивого функционирования хозяйств, работающих в секторе мясомолочного и молочного животноводства, необходима надежная кормовая база, гарантированно обеспечивающая экологически чистыми кормами полноценный, сбалансированный по содержанию питательных веществ рацион кормления животных. В регионе имеются значительные площади деградированных кормовых угодий и залежных земель, рекультивация которых не требует проведения полного цикла культуртех-нических работ и которые могут быть введены в производственный оборот сравнительно быстро и недорого [14, 42, 54, 101].

Традиционные технологии коренного и поверхностного улучшения природных кормовых угодий требуют либо больших затрат энергии, труда и материально-технических ресурсов, либо не гарантируют должную степень повышения продуктивности. Так при коренном улучшении, в основном проводимом совместно с мелиоративными работами и работами по расчистке площадей от кустарниковой растительности, полностью разрушается естественный травостой и создаётся новый путем высева семян трав во вспаханную почву [7, 66]. При поверхностном улучшении проводится обработка дернины с целью оптимизации водного, воздушного и пищевого режима, улучшается состав травостоя, но оно эффективно при наличии в нем более 35...45 % ценных видов кормовых трав. При меньшем проценте наличия ценных видов кормовых трав в травостое и при плотнокустовой стадии дернины проводить его не целесообразно [53, 97].

В настоящее время основным направлением в кормопроизводстве является восстановление продуктивности природных кормовых угодий на основе технологий минимальной обработки почвы. Большинство из наиболее распространенных агроприёмов данного направления можно свести к трем методам: совмещение нескольких технологических операций и приёмов в одном рабочем процессе; обработку той части угодий, где непосредственно располагаются высеваемые семена при необрабатываемых междурядьях; посев в механически необработанную почву специальными сеялками с химическим подавлением аборигенной растительности [5, 58, 105]. За рубежом в странах с высокоразвитым сельскохозяйственным производством для повышения продуктивности лугов и пастбищ наиболее распространены технологии минимальной обработки, совмещающие прямой посев семян трав сеялками, оснащенными дисковыми, анкерными или чизельными сошниками, которые формируют в дернине узкую щель для высева семян в почву, и одновременную обработку аборигенного травостоя гербицидами для снижения конкуренции за факторы среды [99, 103, 114]. Технологии минимальной обработки в кормопроизводстве, будучи альтернативой технологиям коренного и поверхностного улучшения, позволяют совместить низкие энергозатраты на проведение поверхностного улучшения с высокой эффективностью коренного улучшения. Данные технологии обеспечивают существенное снижение расхода семян (более 2 раз) и ГСМ (в 2.. .4 раза) при увеличении урожайности и улучшении качества кормов [69, 74]. Основным недостатком таких технологий является применение химической обработки аборигенного травостоя гербицидами, что имеет высокую стоимость и небезопасно с экологической точки зрения, а также выводит обработанные таким способом кормовые угодья на срок до трех лет из земель сельскохозяйственного назначения пригодных для выращивания продукции соответствующей требованиям экологического земледелия.

Перспективной альтернативой является полосной посев семян бобово-зла-ковых трав в дернину природных кормовых угодий с механическим разрушением бороздовскрывателями сеялок на основе дисковых фрез в дернине полосы

шириной, обеспечивающей успешное развитие всходов без химического подавления аборигенных биоценозов [45, 90, 110]. Результаты исследований и опыт производственного использования показали, что при правильном применении прямой полосной посев обладает высокой эффективностью при минимальных капитальных вложениях, значительно снижает затраты энергии, семян, рабочего времени, а также экологически безопасен. Для осуществления технологии разработано семейство дернинных сеялок с дисковыми бороздовскрывателями в качестве сошников [6, 30, 48, 57, 77]. Такие технологии достаточно редко используются в странах с развитым сельским хозяйством, что связано с небольшими площадями естественных кормовых угодий, благоприятными природно-климатическими условиями и достаточно высокой стоимостью дернинных сеялок с активными сошниками. В большинстве случаев они применяются на территориях с холодным климатом, препятствующим своевременному разложению органических остатков, что формирует дерновый слой значительной толщины.

Для работы в таких условиях разработаны и применяются посевные машины с сошниками в виде дисковых фрез: сеялка "John Deere" 1550 Powеr-TШ (США), машина для полосного подсева семян трав в дернину МТД-3 («Литмаш», Республика Беларусь), орудие ОПП-6 (ЦелинНИИМЭСХ, Республика Казахстан) и агрегат МПТД-12 (ВИМ, Россия) для полосного подсева семян трав. Данные машины механически обрабатывают полосы шириной от 2 до 15 см, что соответствует условиям работы, для применения в которых они были разработаны. Некоторые из них имеют опцию совместного внесения гербицидов, что компенсирует недостаточную ширину механической обработки.

Эффективность технологии подтверждена полевыми опытами (исследования НИИСХ Северо-Востока [1, 74, 95]) по посеву в дернину пойменного луга клевера лугового и лядвенца рогатого. На поддерживаемых в продуктивном состоянии природных кормовых угодьях ЕСВ региона России для успешного развития всходов ширина полосы должна составлять не менее 10...11 см, глубина обработки - не менее 6 см; площадь обработанной дернины не менее 30% от общей площади участка. Посев клевера (4,8 кг/га) повысил продуктивность в 2 раза

при среднем урожае сена за 3 года пользования - 5,56 т/га сухого вещества (СВ), что в энергетическом эквиваленте составляет 57,47 ГДж/га при коэффициенте окупаемости энергии 6,52; посев лядвенца (4,8 кг/га) - средняя урожайность за 8 лет равна 4,35 т/га СВ, что составило 71,5% прибавки к контролю при коэффициенте окупаемости энергии 6,72. Качество сена по содержанию в 1 кг обменной энергии (8,6.9,4 МДж), кормовых единиц (0,64.0,71), сырого протеина (12,9.14,2%) и клетчатки (29,6.31,9%) соответствует или приближается к стандарту сена первого класса. В соответствии с этими требованиями разработано семейство дернинных сеялок СДК с фрезерными сошниками, которые выполняют фрезерование полос почвы, высев семян трав и послепосевное прика-тывание, часть из них может осуществлять внесение стартовой дозы минеральных удобрений. Возможности конструкции сеялок позволяют провести успешную модернизацию её почвообрабатывающей части для эксплуатации в условиях деградированных кормовых угодий и залежных земель.

В условиях Евро-Северо-Востока РФ агрегаты и сеялки прямого полосного посева семян трав в дернину должны осуществлять подготовку полосы почвы шириной не менее 100 мм дернины к посеву, посев и послепосевное прикатыва-ние с соблюдением следующих агротребований:

а) почвообрабатывающие рабочие органы машины должны осуществлять рыхление дернины твердостью до 3 МПа на глубину до 8,0 см [12, 79];

б) полное подрезание, измельчение и заделку в обрабатываемых полосах почвы растений аборигенной растительности;

в) заделка семян с отклонением от заданной глубины посева для зерновых не более ± 10 мм; семян трав не более ± 5 мм [12, 59, 79, 82];

д) высев семян трав с неравномерностью не более ± 5%, при средней неравномерности высева между отдельными высевающими аппаратами не более 4%;

е) отклонение ширины междурядий не более ± 2,0 см для сошников сеялки, не более ± 5,0 см для стыковых междурядий смежных проходов [12, 82];

ж) после прикатывания почва должна быть выровнена и уплотнена при отсутствии комков более 30 мм [12, 78, 82].

Данный метод повышения продуктивности природных кормовых угодий разработан и используется на лугах и пастбищах, поддерживаемых в продуктивном состоянии, поэтому необходима адаптация его агротехники на деградированных кормовых угодьях и залежных землях. Успешная эксплуатация дернин-ных сеялок в более тяжелых условиях эксплуатации также невозможна без доработки конструкции их почвообрабатывающей части.

1.2 Анализ технических средств для прямого полосного посева семян трав

в дернину

За рубежом наиболее известной сеялкой для посева семян трав в дернину с бороздовскрывателями на базе дисковых фрез является сеялка John Deere 1500 POWR-TILL (США), производимая с 70-х годов прошлого века (рис. 1.1). Данная машина предназначена для восстановления пастбищных угодий путем прямого полосного посева трав, зерновых или бобовых культур [99, 113].

Сеялка John Deere 1500 POWR-TILL является навесной машиной с приводом фрезерных рабочих органов от ВОМ трактора. Основой почвообрабатывающей части являются шесть фрезерных секций, шарнирно установленных на приводном валу. Каждая из них оснащена двумя дисковыми фрезами диаметром 305 мм и толщиной 6,4 мм с зубьями в виде твердосплавных напаек, которые в процессе работы, вращаясь в направлении движения МТА с частотой 740 мин-1, нарезают борозды шириной 18.25 мм с междурядиями равными 200 мм. Последовательно за дисковыми фрезами на секциях установлены пластиковые прикатывающие катки диаметром 255 мм. Давление катков на почву регулируется изменением давления пружин нажимных штанг.

Посевная часть сеялки состоит из бункеров для зерна и семян трав, объемом соответственно 350 и 90 дм3, которые оснащены высевающими аппаратами катушечного типа с регулируемой длиной рабочей части катушек. Высевающие аппараты соединены резиновыми гофрированными тукопроводами с воронками семянаправителей (рис 1.2). Семянаправители выполнены в виде сдвоенного блока направляющих труб, концы которых оснащены наральниками. Регули-

ровка глубины заделки семян выполняется изменением положения семянаправи-телей относительно корпуса привода фрезерной секции по вертикали. Технические характеристики John Deere 1500 POWR-TILL приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Технические характеристики сеялки John Deere 1500 POWR-TILL

Показатель Значение

Ширина захвата, м 2,44

Число рядов 12

Ширина междурядья, см 20

Глубина посева, см 1,9.5,7

Емкость бункеров для зерна/трав, дм3 350 / 90

Посевной сошник Приводная дисковая фреза

Рабочая скорость км/ч 6.8

Потребляемая мощность, кВт 84

Масса, кг 810

Габаритные размеры, мм: - высота 1270

- длина 1345

- ширина 3025

(A) - дисковая фреза; (B) - семяпровод; (C), (F) - высевающие аппараты для семян и туков; (D), (E) - бункеры для семян и эерна; (G) - зерносемяпровод; (H) - семянаправитель Рисунок 1.1 - Сеялка John Deere 1500 POWR-TILL (США): а - общий вид; б - конструктивно-технологическая схема сеялки

Привод высевающих аппаратов осуществляется от опорно-приводного колеса посредством цепных передач и обеспечивает норму высева зерновых культур в диапазоне 5.48 кг/га, семян трав - 1,5... 13,0 кг/га. Дисковые фрезы, приводимые во вращение крутящим моментом ВОМ трактора, измельчают узкие полосы дернины, в которые высевающими аппаратами из зернового или травяного бункера посредством семяпроводов и семянаправителей подаются семена. Для повышения контакта высеянных семян с почвой полосы уплотняются катками. Сеялка может быть дополнительно оснащена емкостью и оборудованием для опрыскивания гербицидами полосы дернины вдоль бороздки для подавления конкурентного воздействия на всходы со стороны аборигенной растительности.

(A) - дисковая фреза, (B) - корпус привода, (C) - приводной вал, (D) - подшипниковая опора, (E) - пружина прижимная, (F) - штанга, (G) - ограничитель глубины обработки, (H) - тукосе-

мяпровод, (I) - тукосемянаправитель, (J) - каток Рисунок 1.2 - Сошниковая группа сеялки John Deere 1500 POWR-TILL: а - конструктивно-технологическая схема, б - общий вид

По результатам испытаний сеялки John Deere 1500 POWR-TILL выявлено, что полосная обработка почвы выполняется надежно и с высоким качеством при условии предварительного подкашивания травостоя. Скорость сеялки зависела от условий работы: на относительно ровных полях составляла до 10 км/ч, на пересеченной местности - около 5 км/ч. Производительность варьировалась от 0,3 до 1,3 га/ч. Максимальная потребляемая мощность сеялкой при посеве на глубину 45 мм на глинистых почвах достигала 70 кВт при движении со скоростью

10 км/ч. Средняя потребляемая мощность при посеве на глубину 25 мм со скоростью 10 км/ч равнялась 30.40 кВт.

Износ дисковых фрез был значительным на песчаных почвах и умеренным на глинистых, а также зависел от наличия в почве камней. Фрезы сохраняли работоспособное состояние в течение 20.35 часов работы на абразивных почвах при посеве на площади от 30 до 40 га [111].

Глубина заделки семян зависит от объема почвы, попадающего обратно в борозду после измельчения фрезой. На твердых тяжелых почвах семена падают на дно борозды, тогда как на рыхлых песчаных почвах они заделывались на меньшую глубину. В большинстве случаев все семена высевались узкой лентой непосредственно в борозду. Прикатывающие катки эффективно заделывают семена, состояние почвы и рельеф незначительно влияет на их работу.

Изучение приживаемости всходов показали, что для прямого посева трав в сформировавшиеся травостои необходимо снизить конкуренцию со стороны аборигенной растительности на начальных этапах прорастания. В противном случае опыт показал практически полное отсутствие всходов через 75 дней после посева. В качестве способа снижения негативного влияния существующего травостоя требуется проведение перед посевом дискования дернины или использование гербицидов. В комплектацию сеялки входит оборудование для опрыскивания посевов, которое включает устанавливаемые перед каждой фрезой распылители, обрабатывающие гербицидом полосы шириной 100 мм, что оставляет чередующиеся участки неопрысканного травостоя шириной 100 мм среди дефо-лиированных полос.

В 80-х годах прошлого века учеными ЦНИИМЭСХ и Белоруской СХА разработана сеялка для подсева трав в дернину МД-3,6, состоящая из бункера для семян, шести секций почвофрез с сошниками для высева семян и пневматической высевающей системы (рис. 1.3). Фрезерная часть сеялки состоит из секций, каждая из которых представляет собой цепной редуктор, шарнирно установленный на трансмиссионном валу, передающем крутящий момент от ВОМ трактора.

На ведомом валу редуктора установлено по два фрезерных диска с шестью двух-сторонне закрепленными ножами. Секция при работе опирается на полозок и накрыта кожухом. В задней части кожуха установлены сошники для высева семян [3, 41]. а

б

1 - рама; 2 - колесо; 3 - редуктор; 4 - вал; 5 - секция привода; 6 - фреза; 7 - кожух; 8 - подвес секции; 9 - опорные лыжи; 10 - сошники; 11 - каток; 12 штанги; 13 - пневмомеханическая высевающая система; 14 - привод вентилятора; 15 - карданный вал; 16 - подножка Рисунок 1.3 - Общий вид (а) и конструктивная схема (б) машины для полосного подсева семян трав в дернину МД-3,6

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дёмшин Константин Сергеевич, 2026 год

ЛИТЕРАТУРА

1. А.с. 1713465 СССР, МКИ5 А01В 79/02, A01G 1/00 Способ возделывания трав / Сысуев В.А., Кормщиков А.Д., Пятин А.М. [и др.]; Заявл. 27.02.1989; Опубл. 23.02.1992. Бюл. №7 // Открытия. Изобретения. 1992. № 7. С. 3.

2. Азаренко В. В., Тычина Г. Г., Клыбик В. К. и др. Перспективные технологии и машины для улучшения естественных лугов и окультуренных сенокосов и пастбищ // Научно-технический прогресс в области механизации, электрификации и автоматизации сельского хозяйства. 2002. С. 108-113.

3. Азаренко В.В., Клыбик В.К., Мызгаев В.В. и др. Улучшение сенокосов и пастбищ с использованием новых машин и механизмов при минимальной обработке дернины // Агропанорама. 1997. № 3. С.38-39.

4. Алдошин Н. В., Панов А. И., Мехедов М. А. Совершенствование конструкции фрезерной машины для нарезки гряд // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2019. №1(89). С. 15-19.

5. Аллен Х. П. Прямой посев и минимальная обработка почвы. М.: Агропром-издат, 1985. 208 с.

6. Андреев В.Л., Демшин С.Л., Терехин Д.Е., Точилин В.Н. Использование технологии полосного посева семян трав в дернину при восстановлении залежных земель // Вестник НГИЭИ. 2016. № 8(63). С. 64-71.

7. Андреев Н.Г. Луговое и полевое кормопроизводство. М.: Колос, 1984. 495 с.

8. Анохин А. В., Купряшкин В. Ф., Чаткин М. Н., и др. Динамический анализ загруженности двигателя фрезерного мотокультиватора «Нева» МК-200 // Вестник Мордовского университета. 2015. Т. 25, № 4. С. 51-62.

9. Барашкова Н.В., Устинова В.В. Луговое кормопроизводство и ресурсосберегающие приемы повышения продуктивности кормовых угодий Якутии (обзор) // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021. №22(3). С.303-316.

10.Белов М. И., Зволинский В. Н., Славкин В. И., Мельников О. М. Энергоёмкость почвенной фрезы // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2019. №3(91). С. 12-17.

11.Бурдук П. И., Сивоедов Н. А., Мееровский А. С. и др. Технологический регламент омоложения луговых травостоев подсевом бобовых и злаковых трав в дернину // Мелиорация. 2008. №2(60). С. 215-220.

12.Вайнруб В.И., Догановский М.Г. Механизация обработки почвы и посева в Нечерноземной зоне. М.: Россельхозиздат, 1977. 190 с.

13.Гаджиев П. И., Славкин В. И., Алексеев А. И., Махмутов Мансур М., Махму-тов Марат М. Исследование работы почвообрабатывающей фрезы с зубчатым лезвием ножей // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2020. № 1(95). С. 14-18.

14.Голубев И. Г., Мишуров Н. П., Федоренко В. Ф. и др. Инновационные технологии оценки состояния и вовлечения в оборот залежных земель: аналит. обзор. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2022. 80 с.

15.ГОСТ 20915-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. М.: Стандартинформ, 2013. 24 с.

16.ГОСТ 23728-2015. Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки. М.: Изд-во стандартов, 1988. 3 с.

17.ГОСТ 31345-2017. Техника сельскохозяйственная. Сеялки тракторные. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2018. 58 с.

18.ГОСТ 33687-2015. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2016. 80 с.

19.ГОСТ 34631-2019. Техника сельскохозяйственная. Методы энергетической оценки. М.: Стандартинформ, 2020. 10 с.

20.ГОСТ 52778-2007. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки. М.: Стандартинформ, 2008. 24 с.

21.ГОСТ 53056-2008. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. М.: Стандартинформ, 2009. 24 с.

22.ГОСТ 54784-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы оценки технических параметров. М.: Стандартинформ, 2012. 20 с.

23.Гуреев И. И. Совершенствование рабочих органов для полосовой обработки

почвы по технологии strip-till // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2020. Т. 15, № 3(59).

24.Гуреев И. И., Климов Н. С. Минимизация энергоемкости фрезерной обработки почвы // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 1. С. 65-68.

25. Далин А. Д., Павлов П. В. Ротационные грунтообрабатывающие и землеройные машины. М.: Машгиз, 1950. 258 с.

26.Демшин К.С., Демшин С.Л. Исследование демпферов дисковых фрез методом компьютерного моделирования // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2025. № 19. С. 29-33.

27. Демшин К.С. Применение компьютерного моделирования при разработке демпферного механизма фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2024. № 17. С. 153-156.

28. Демшин С.Л., Исупов А.Ю., Демшин К.С., Мансуров А.П. Исследование фрезерного бороздовскрывателя дернинной сеялки, оборудованного демпферным устройством, посредством компьютерного моделирования // Вестник НГИЭИ. 2025. № 9(172). С. 7-21.

29.Дёмшин С.Л., Симонов М.В., Дёмшин К.С. Результаты исследования бороз-довскрывателя дернинной сеялки, оборудованного демпферными устройствами // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2026. - № 1(27).

30. Демшин С.Л., Савиных П.А., Исупов А.Ю., Гайдидей С.В., Демшин К.С. Обзор конструкций и перспективы развития технических средств с фрезерными бороздовскрывателями для прямого посева семян трав в дернину // Вестник Вятского ГАТУ. 2025. № 4 (26). С. 70-89.

31. Демшин С. Л., Исупов А. Ю., Гайдидей С. В. Навесная комбинированная сеялка для полосного посева трав в дернину // Сельский механизатор. 2022. № 7. С. 10-11.

32.Дёмшин С.Л., Симонов М.В., Исупов А.Ю., Дёмшин К.С. Разработка и ис-

следование 3D-модели демпферного устройства фрезерного бороздовскрывателя сеялки прямого полосного посева // Вестник НГИЭИ. 2024. №2 10 (161). С. 7-21.

33. Дерепаскин А.И., Полищук Ю.В., Бинюков Ю.В. Полосной подсев в технологии поверхностного улучшения старовозрастных многолетних трав с использованием орудия ОПП-6 // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 8. С. 3-4.

34. Дерепаскин А.И., Полищук Ю.В., Бинюков Ю.В. Снижение затрат на улучшение травостоев с применением комбинированных орудий // Международная агроинженерия. 2012. №3. С.17-19.

35. Драняев С.Б., Чаткин М.Н., Корявин С.М. Моделирование работы винтового Г-образного ножа почвообрабатывающей фрезы // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 7. С. 13-19.

36.Дьяченко С.К., Деркач Н.Ф. Предохранительные муфты. Киев: Гостехиздат УССР, 1962. 220 с.

37.Журавлев И. Н., Пономарев С. В. Моделирование рабочего процесса лесной фрезерной почвообрабатывающей машины с двухпоточным предохранительным устройством // Вестник КрасГАУ. 2009. №1. С. 142-146.

38.3волинский В.Н. К обоснованию предохранительного устройства для пропашного фрезерного культиватора // Исследование и усовершенствование почвообрабатывающих и посевных машин: Сб. науч. тр. ВИСХОМ. Вып. 69. М.:ВИМ. 1972. С. 173-187.

39. Исупов А. Ю., Демшин С. Л., Андреев В. Л., Демшин К. С. Результаты теоретического исследования работы дисковых фрез бороздовскрывателя дернинной сеялки, оснащенных демпферными устройствами // Вестник НГИЭИ. 2025. № 10(175). С. 34-49.

40.Икоева А.З. Повышение качества работы предохранительных устройств приводов лесохозяйственных машин : дисс. ... канд. техн. наук: 05.21.01 / Икоева Алла Зауровна. Воронеж, 2007. 157 с.

41.Клыбик В.К. Повышение эффективности поверхностного улучшения лугов обоснованием параметров процесса фрезерования дернины для подсева трав:

дис. . канд. техн. наук: 05.20.01 / Клыбик Владимир Константинович. Минск, 2004. 127 с.

42. Кормопроизводство в Кировской области. Киров: Волго-Вятское кн. изд-во, Кировское отд., 1983. 189 с.

43.Кормщиков А.Д. Техника и технологии для склоновых земель. Теория, технологический расчет, развитие. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2003. 298 с.

44.Косолапов В. В., Косолапова Е. В. Виртуальные исследования стрельчатой лапы посевного агрегата // Карельский научный журнал. 2015. № 2(11). С. 126-130.

45.Косьяненко В.П. , Столяров Д.И. Технология и машины для ускоренного улучшения лугопастбищных угодий // Машинные технологии и новая сельскохозяйственная техника для условий Евро-Северо-Востока России: Материалы 2-й междунар. науч.-практ. конф. / НИИСХ Северо-Востока. Т.2. Киров, 2000. С. 112-119.

46.Кошурников А. Ф., Кошурников Д. А., Кыров А. А. Анализ технологических процессов, выполняемых сельскохозяйственными машинами, с помощью ЭВМ. Ч. 1. Пермь: ПГСХА. 1995. 272 с.

47. Кокошин С.Н., Ташланов В.И. Способ стабилизации глубины обработки почвы культиваторами с упругими стойками // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020.№6(86). С. 120-124.

48.Курбанов Р. Ф., Созонтов А. В. Эффективность технологии многокомпонентного полосного посева многолетних трав в дернину // Пермский аграрный вестник. 2017. №3(19). С. 40-44.

49.Курбанов Р. Ф., Ходырев И. Н. Параметры ножа усовершенствованной конструкции почвенной фрезы сеялки СДК-2,8 // Пермский аграрный вестник. 2016. № 2(14). С. 101-107.

50.Курбанов Р.Ф. Разработка и совершенствование ресурсосберегающих технологий и средств механизации производства объемистых растительных кормов: дис. . д-р техн. наук: 05.20.01 / Курбанов Рустам Файзулхакович. Киров, 2005. 492 с.

51.Курбанов Р.Ф., Демшин С.Л., Андреев В.Л., Сайтов В.Е. Определение параметров фрезерного сошника дернинной сеялки // Аграрный научный журнал. 2024. № 2. С. 102-109.

52.Мазитов Н.К. Ресурсосберегающие почвообрабатывающие машины. Казань: ГУП «Полиграфическо-издательский комбинат», 2003. 456 с.

53. Лазарев Н. Н., Тюлин В. А. Адаптивная интенсификация луговодства. М.: РГАУ-МСХА, 2020. 158 с.

54. Лазарев Н. Н., Тюлин В. А. Создание и использование сеяных сенокосов и пастбищ. М: РГАУ-МСХА, 2019. 184 с.

55.Марченко О.С., Марченко Н.М., Педай Н.П. и др. Комбинированный агрегат МПТД-12 для полосного подсева семян трав и травосмесей на лугах и пастбищах // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. №5. С. 15-17.

56.Матяшин Ю. И., Матяшин Н. Ю. Кинематика ротационных почвообрабатывающих машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. № 6. С. 4-7.

57.Машины ЦелинНИИМЭСХ для реализации технологий улучшения естественных и сеяных многолетних трав и заготовки грубых кормов: рекомендации / В. Л. Астафьев, Г. З. Гайфуллин, А. И. Дерепаскин [и др.]. КФ ТОО «КазНИИМЭСХ» АО «КазАгроИнновация». Костанай, 2010. 18 с.

58.Нестяк B.C., Косьяненко В.П., Мяленко В.В. Обоснование конструктивно-технологических параметров устройства для полосно-разбросного способа посева семян трав // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2010. №9. С. 80-86.

59.Орманджи К.С. Контроль качества полевых работ. Справочник. М.: Росагро-промиздат, 1991. 80 с.

60.Патент №2313206 Российская Федерация, МПК A01B49/06, F16D7/00. Сеялка полосного посева / Савиных П.А., Андреев В.Л., Дёмшин С.Л., Мальцев С.Л. №2006116214/11; заявл. 11.05.2006; опубл. 27.12.2007, Бюл. № 36.

61.Патент №2343671 Российская Федерация, МПК A01C7/00. Сеялка полосного посева / Сысуев В.А., Андреев В.Л., Дёмшин С.Л., Воронов А.Н.

№2007124414/12; заявл. 28.06.2007; опубл. 20.01.2009, Бюл. № 2.

62.Патент №2630499 Российская Федерация, МПК A01C 7/00. Сеялка полосного посева / Сысуев В.А., Дёмшин С.Л., Черемисинов Д.А., Доронин М.С. №2016108406; заявл. 09.03.2016; опубл. 11.09.2017, Бюл. № 26.

63.Патент №2332823 Российская Федерация, МПК A01B 49/06. Сеялка полосного посева / Савиных П.А., Андреев В.Л., Демшин С.Л., Мальцев С.Л., Воронов А.Н. №2007103064/12; заявл. 25.01.2007; 10.09.2008, Бюл. 25.

64.Патент №2772128 Российская Федерация, МПК A01C 7/00. Механизм подвески сошника / Демшин С. Л., Исупов А. Ю., Гайдидей С. В., Зырянов Д.А., Демшин К.С. №2021111764; заявл. 23.04.2021; опубл. 18.05.2022.

65.Патент №2814067 Российская Федерация МПК A01B 49/06, A01C 7/00. Сеялка полосного посева / Симонов М.В., Дёмшин С.Л., Чупраков П.Г., Исупов А.Ю., Дёмшин К.С.; заявл. 21.07.2023; опубл. 21.02.2024, бюл. №6.

66.Петлях Я.С. Перспективная технология улучшения пастбищ // Техника в сельском хозяйстве, № 4, 1984. С.11-12.

67.Полищук Ю.В., Лаптев Н.В., Комаров А.П. Комбинированные орудия для полосного подсева в технологии поверхностного улучшения старовозрастных многолетних трав. Научное обеспечение животноводства Сибири: материалы V Международ. научн.-практ. конф. (г. Красноярск, 13-14 мая 2021 года). Красноярск: КрасНИИЖФИЦКНЦСОРАН. 2021. С. 52-56.

68.Потапцев И.С., Буцев А.А., Матвеенко Е. В. Расчет и конструирование элементов приборных устройств. Конструирование приборных муфт: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. 43 с.

69. Практическое руководство по ресурсосберегающим технологиям и приемам улучшения сенокосов и пастбищ в Северо-Западном регионе / А. А. Кутузова, А. А. Зотов, И. А. Трофимов [и др.]. М.: Угрешская типография, 2013. 40 с.

70.Прогноз научно-технологического развития отрасли растениеводства, включая семеноводство и органическое земледелие России, в период до 2030 года. А.Г. Папцов, А.И. Алтухов, Н.И. Кашеваров [и др.]. Новосибирск: изд-во НГАУ «Золотой колос»; 2019. 100 с.

71.Протокол № 06-16-2001 (2030052) квалификационных испытаний сеялки комбинированной для посева семян трав в дернину СДКП-2,8. Оричи: Киров. гос. зонал. машиноиспытат. ст., 2001. 41 с.

72. Протокол № 06-21-99 (4030192) государственных приемочных испытаний сеялки для посева семян трав в дернину СДК-2,8. Оричи: Киров. гос. зонал. ма-шиноиспыт. ст., 1999. 40 с

73.Протокол № 06-21-99 (4030192) государственных приемочных испытаний сеялки для посева семян трав в дернину СДК-2,8. Оричи: Киров. гос. зонал. ма-шиноиспыт. ст., 1999. 40 с

74.Пятин А. М., Пятина Н. В. Полосной подсев бобовых трав в дернину естественных пойменных сенокосов // Достижения науки и техники АПК. 1996. № 3. С. 21-23.

75.Рамазанова Г.Г. Параметры и режимы работы фрезы для предпосадочной обработки почвы под картофель: дисс. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Рамазанова Гюльбике Гудретдиновна. Москва, 2016. 133 с.

76.РД 10.1.10-2000. Требования к техническим средствам производства, обеспечивающим соблюдение технологий возделывания и уборки сельскохозяйственной продукции. Введ. 15.03 2001. М.: Минсельхоз России. 2001. 43 с.

77.Ревенко В.Ю., Белоусов М.М. Результаты испытаний машины для полосного подсева трав в дернину // Международная агроинженерия. 2014. № 4 (12). С. 53-61.

78. Рекомендации по основным агротехническим требованиям к качеству полевых работ. // Под. общ. ред. Кузнецова А.И., Васильевой Е.И. Чебоксары: РИО Госкомиздата ЧАССР, 1986. 112 с.

79. Рекомендации по улучшению лугов и пастбищ в Северо-Восточном регионе Европейской части России. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. 116 с.

80.Рубанов И. Н., Фомин А. А. Органическое сельское хозяйство: распространение и перспективы развития в Российской Федерации // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. №6. С. 50-55.

81.Ряховский О.С., Иванов С.С. Справочник по муфтам. Л.: Политехника, 1991.

384 с.

82.Саакян Д.Н. Контроль качества механизированных работ в полеводстве. М.: Колос, 1973. 264 с.

83.Семенас С. Органическое сельское хозяйство. Практическая книга для фермеров. Минск: Агро-Эко-Культура, 2018. 138 с.

84.Серегина Т. А., Жильников А. А., Мажайский Ю. А. Ограничения и резервы развития органического земледелия // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. №5. С. 109-116.

85. Симонов М.В., Демшин К.С. Совершенствование демпферно-предохрани-тельного механизма фрезерного бороздовскрывателя дернинной // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Материалы международной научно-практической конференции. Том XXV. Йошкар-Ола: Марийский государственный университет, 2023. С. 894-897.

86.Симонов М.В., Демшин С.Л., Демшин К.С. Демпферно-предохранительное устройство дисковой фрезы почвообрабатывающего агрегата // Общество. Наука. Инновации: Сборник материалов XXIV Всероссийской научно-практической конференции. Киров: Вятский государственный университет, 2024. С. 150-154.

87.Симонов М.В., Демшин С.Л., Демшин К.С. Исследование демпферного устройства дисковой фрезы посредством компьютерного моделирования / М. В. Симонов, С. Л. Демшин, К. С. Демшин // Общество. Наука. Инновации: Сборник материалов XXIV Всероссийской научно-практической конференции. Киров: Вятский государственный университет, 2024. С.155-159.

88.Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчёт почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1977. 328 с.

89. Соколов А.В., Замана С.П. Научно-аналитический обзор исследований по совершенствованию лугового кормопроизводства и оценка современных технологий повышения продуктивности кормовых угодий // Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. 2012. № 13. С. 84-90.

90.Соколов А.В., Замана С. П., Патлай В.В. и др. Совершенствование технологического процесса и технических средств для прямого подсева трав в дернину природных кормовых угодий // Кормопроизводство. 2012. №4. С.44-46.

91.СТО АИСТ 4.6-2018. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины почвообрабатывающие. Показатели назначения и надежности. Общие требования. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. 34 с.

92.СТО АИСТ 5.6-2018.Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные и посадочные. Показатели назначения и надежности. Общие требования. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. 30 с.

93.Сысуев В. А., Демшин С. Л., Гайдидей С. В. Результаты исследования комбинированной сеялки полосного посева семян трав в дернину // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. Т. 23, № 2. С. 263-273.

94.Сысуев В.А., Андреев В.Л., Демшин С.Л. и др. Совершенствование сеялок для полосного посева семян трав в дернину / // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2010. № 3. С. 57-60.

95.Сысуев В.А., Кормщиков А.Д., Пятин А.М. и др. Технология и технические средства для полосного подсева семян трав в дернину (рекомендации). Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. 60 с.

96. Чаткин М.Н., Федоров С.Е. Исследование упругих стоек культиватора // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2018. №71. С.117-122.

97.Тюльдюков В.А. Теория и практика луговодства. М.: Росагропромиздат, 1988. 223 с.

98.Федорова О.А., Ряднов А.И., Текушев А.Х. и др. Анализ технического уровня машин полосного подсева трав в дернину семейства МПТД // Известия НВ АУК. 2024. №1(73). С. 271-283.

99. Хайду Й. Улучшение пастбищ методом подсева трав // Международный сельскохозяйственный журнал. 1982. № 6. С. 95-101.

100. Хухта Х., Минин В.Б. Основные принципы органического сельского хозяйства. Санкт-Петербург-Миккели: АСПИРСТ, 2014, 40 с.

101.Шпаков А. С., Кутузова А. А., Тебердиев Д. М., Воловик В. Т. Кормопроизводство Нечерноземной зоны: состояние и перспективы развития // Адаптивное кормопроизводство. 2020. №4. С. 6-20.

102.Яцук Е. П., Панов И. М., Ефимов Д. Н. и др. Ротационные почвообрабатывающие машины. М.: Машиностроение, 1971. 255 с.

103.Baker C.J., Saxton K.E., Ritchie W.R., Chamen W.C.T., Reicosky D.C., Ribeiro M.F.S., Justice S.E. and Hobbs P.R. No-tillage seeding in conservation agriculture. FAO and CAB International 2007. 326 p.

104.Bernacki H., Haman J., Kanafoiski Cz. Agricultural Machines, Theory and Construction. Vol.1. Washington, D. C., 1972. 883 p.

105.Chaudhry A. D. Effects of direct drilling openers, surface residue and earthworms on seed and seedling performance in a wet soil: a thesis presented in partial fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy at Massey University. Palmerston North, New Zealand. 1985. 374 p.

106.Chertkiattipol S., Niyamapa T. Variations of torque and specific tilling energy for different rotary blades // International Agricultural Engineering Journal, 2010. Vol. 19 (3). Р.1-14.

107.Demshin S., Andreev V., Saitov V., Simonov M., Zyryanov D. Determining the parameters of the milling coulter of the sod seeder. E3S Web of Conferences. 2024;539:02028. DOI 10.1051/e3sconf/202453902028.

108.Demshin S., Saitov V., Simonov M., Zyryanov D., Demshin K. Determination of the parameters of the damper device of the milling furrow opener of the sod seeder. E3S Web of Conferences. 2025; 623: 04027.

109.Gospodarowanie na trwalych uzytkach zielonych. Redakcja naukowa: prof. dr hab. inz. Edmund Kaminski / Engineering in Agriculture. Monograph, ISSN 20839545; nr 24. Falenty : Wydawnictwo ITP, 2016. 196 p.

110.Jefferson P. G., Gregg S. N., Hill L., Lardner H. A. Comparison of six zero-till seed drill openers for establishment and persistence of sod-seeded alfalfa (Medicago sativa L.) in a cool-season perennial grass pasture // Canadian Journal of Plant Science. 2022. Vol. 102. No. 1.

111.John Deere 1500 POWR-TILL Seeder. Evaluation Report No. E2577 Printed: May, 1978. Tested at: Portage la Prairie. 7 p.

112.Saitov V., Demshin S., Kurbanov R., Sozontov A. Improving of the sod seeders SDK of strip grass seed sowing // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. Vol. 130 LNCE. P. 595-604.

113.Technical Manual TM-1201. John Deere 1550 Powr-Till Seeder. Litho, 1980. 38p.

114.Welty L.E., Hensleigh P.F., Stewart V.R. Methods for Sod-Seeding of Small-Seeded Legumes and Grasses [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.animalrangeextension.montana.edu/forage/documents/methods%20fo r%20sod-seeding%20of%20small-seeded%20legumes%20and%20grasses.pdf (дата обращения: 22.10.2024).

115.Y. Yang, J. Tong, Y. Huang, J. Li, and X. Jiang Biomimetic Rotary Tillage Blade Design for Reduced Torque and Energy Requirement // Applied Bionics and Bio-mechanics. Vol. 2021. 16 p.

ПРИЛОЖЕНИЯ

143

ПРИЛОЖЕНИЕ А

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

ни

(11)

2 814 067(13) С1

(51) МПК

АО/В 49/06 (2<Х)6.01)

АО 1С 7/00 (2(К)6.()1)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(52) СП К

АО!В 49/06(2024.01); А01С 7/00(2024.01)

О

с-<£> О тГ

00 см

£

(21)(22) Заявка: 2023119352, 21.07.2023

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

21.07.2023

Дата регистрации:

21.02.2024

Приоритет! ы):

(22) Дата подачи заявки: 21.07.2023

(45) Опубликовано: 21.02.2024 Бюл. № 6

Адрес для переписки:

610000, Кировская обл., г. Киров, ул. Московская, 36, ФГБОУ ВО ВГУ, ОИС, Кожиной М.В.

(54) Сеялка полосного посева

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным агрегатам и сеялкам для прямого посева трав. Сеялка полосного посева содержит раму 1, на которой установлены колёса 2, бункер 3 с высевающими аппаратами 4 и их приводом, семяпроводы 5, фрезерную секцию 6 и прикатывающие кагки 7. Фрезерная секция 6 имеет механизм 8 регулировки глубины обработки и закрыта кожухом 9 с семянаправителями 10. На выходном валу фрезерной секции установлены рабочие органы 11 в виде дисков 12 с ножами 13, имеющие демпферное устройство из внутренней и внешней втулки, установленные с возможностью врашения относительно друг друга и между выступами которых расположены пружины сжатия. Суммарная жёсткость пружин, при наибольшей установочной длине, равна минимальному усилию резания почвы ножами. Выходной вал оборудован предохранительной муфтой. Ее

Стр.:

(72) Автор<ы):

Симонов Максим Васильевич (1Ш), Демшин Сергей Леонидович (Я11), Чупраков Павел Григорьевич (1Ш), Исупов Алексей Юрьевич (1Ш), Демшин Константин Сергеевич (Я1_1)

(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (1*11)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ¿и 2630499 С1, 11.09.2017.1Ш 2343671 С1, 20.01.2009. Яи 2313206 С1, 27.12.2007 Би 996764 А1, 15.02.1983.1Ш 36599 Ш, 20.03.2004. СВ 2407137 А 20.04.2005.

ведущая полумуфта выполнена на торцевой поверхности свободно установленной на выходном валу ведомой шестерни фрезерной секции и имеет пазы под подпружиненные шарики. Ведомая полумуфта совмещена с торцевой поверхностью буртика вала. Полумуфты соединены посредством шариков, которые в рабочем состоянии муфты находятся в лунках ведомой полумуфты. Усилие срабатывания предохранительной муфгы, равное суммарной жёсткости пружин одного из демпферных устройств I |ри сжатии под нагрузкой, соо гветствующей предельно допустимому усилию на нож 13, регулируется гайкой и пружинами. При этом параме тры рабочего органа 11 и режим работы фрезерной секции 6 должны удовлетворять условию постоянного нахождения в режиме обработки почвы, с усилием резания, превышающим 2/3 от его среднего значения, не более одного ножа 13 из числа поочередно устаноатенных на каждом из рабочих органов

71 С

го оо

-и о а>

-4

О

О

«О

со ^

см

Tiro.

CM

D ОС.

О

Отр : 2

RUSSI AN FEDERATION

FEDERAL SERVICE FOR INTELLECTUAL PROPERTY

02) ABSTRACT OF INVENTION

(19)

RU

(in

2 814 067( 3) C1

(51) Int. CI. A01B 49/06 (2006.01) A01C7/00 (2006.01)

(52) CPC

AO IB 49/06 (2024.01); A01C 7/00(2024.01)

o (-CD O

00 <M

0£

(21)(22) Application: 2023119352, 21 07.2023

(24) Effective date for property rights:

21.07.2023

Registration date:

21.02.2024

Priority:

(22) Date of filing: 21.07.202 3

(45 ) Date of publication: 21.02.2024 Bull. № 6

Mail address:

610000, Kirovs kaya obi., g. Kirov, ul. Moskovskaya, 36, FGBOU VO VGU, OlS, Kozhinoj M.V.

(72) Inventors):

Simonov Maksim Vasilevich (RU), Demshin Sergei Leonid ovich (RU), Chuprakov Pavel Grigorevich (RU), lsupov Aleksei lurevich (RU), Demshin Konstantin Sergeevich (RU)

(73) Proprietors):

federalnoe gosudarstvennoe biudzhetnoe obrazovatelnoe uchrezhdenie vysshego obrazovaniia "Viatskii gosudarstvennyi universitet'1 (RU)

(54) STRIP SOWING MACHINE

(57) Abstract:

FJHLD: mechanical engineering: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agricultural mechanical engineering, in particulars combined units and seeders for direct sowing of grasses. Seed drill comprises frame 1, on which wheels 2, hopper 3 with sowing devices 4 and their drive, seed tube« 5, milling section 6 and packing rollers 7 are installed. Milling section (t has mechanism H for adjusting the depth of treatment and is covered w ith casing 9 w ith seed guides 10, On the output shaft of the milling section there are working elements 11 in the form of disks 12 with blades 13, having a damper device from an internal and an external bushing, which are installed with possibility of rotation relative to each other and between the projections of which there are compression springs. Total stiffness of springs, at maximum installation length, is equal to minimum cutting force of soil with blades. Output shaft is equipped with a safety coupling. Its drive half-coupling is made on the end surface of the milling section driven gear output shaft and has slots

for spring-loaded balls. Driven halt-coupling is aligned with end surface of shaft collar. Half-couplings are connected by means of balls, which in operating condition of coupling are in holes of driven half-coupling. Force of operation of safety coupling, equal to total stiffness of springs of one of damping devices at compression under load corresponding to maximum allowable force on blade 13, is adjusted by nut and springs. At that, parameters of working element 11 and mode of operation of milling section 6 must satisfy condition of constant presence in soil treatment mode, with cutting force exceeding 2/3 of its average value, not more than one blade 13 from among alternately installed on each of working elements 11,

EFFECT: invention will allow to reduce the value and increase the uniformity of the torque transmitted by the milling section drive of the strip sowing machine, increased accuracy of its safety coupling actuation and simplified design of damper-safety mechanism.

1 cl, 3 dwg

ho oo

o Pi -J

O

Grp.: 3

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным агрегатам и сеялкам для прямого полосного посева семян в дернину, оснащенных сошниковыми группами с бороздовскрывателями в виде фрезерных секций с дисковыми фрезами.

Известна устанавливаемая отдельно на каждый бороздовскрыватель фрезерной секции предохранительная муфта фирмы Стауб ¡Франция} с радиальными коническими кулачками. Секция состоит из корпуса, в котором расположен ведущий вал. приводящий во вращение через коническую передачу ведомый вал со шлицевыми хвостовиками для соединения с крестовинами предохранительных устройств Крутящий момент от ведомого вала передаётся ступицам ротора фрезы за счёт находящихся в направляющих конусах крестовин плунжеров, которые под воздействием пружин вводятся в соответствующие углубления ступиц. При встрече Г-образных ножей с препятствием плунжеры вытесняются из углублений ступицы и роюр фрезы останавливается, в то время как вал продолжает вращаться (Яцук Е.П. и др. Ротационные почвообрабатывающие машины. М.: Машиност роение, 1971. 256 с. С.236-237).

Недостатком устройства является то. что при входе Г-образного ножа в почву или при встрече с препятствием всю силу удара до момента срабатывания предохранительной муфгы принимает на себя нож. что снижает его ресурс работы из-за воздействия периодически возникающих ударных нагрузок, а кроме того обуславливает высокую энергоемкость обработки почвы.

Наиболее близким по технической сущности является фрезерный бороздовскрыватель сеялки полосного посева, конструкция которой включает опорно-приводные колёса, бункер для семян с высевающими аппаратами, фрезерную секцию и катки. На концах выходных валов секции установлены рабочие органы в виде дисковой фрезы с I -образными ножами, содержащей предохранительную муфту, состоящую из ведущей и ведомой полумуфт и промежуточной втулки. На торцовой поверхности ведущей полумуфты расположены лунки с шариками, 1 [ромежуточная втулка установлена на валу с возможностью вращения и имеет на торцовой поверхности лунки, соответствующие лункам ведущей полу муфты. Внешняя поверхность промежуточной втулки выполнена с продольными выступами. Ведомая полумуфта с продольными выступами на внутренней поверхности размещена на подшипниках на промежуточной втулке так. что каждый выступов ведомой полумуфты расположен в пазу промежуточной втулки и между ними установлены демпферные пружины, жёсткость которых при наибольшей установочной длине равна минимальному усилию резания почвы Г-образиыми ножами. При этом ведущая полумуфта и промежуточная втулка сжаты между собой посредством пружины с усилием проворачивания равным суммарной жёсткости демпфер пых пружин при максимальном сжатии под нагрузкой, соответствующей предельно допустимому усилию на I -образный нож. (Пат. 2630499 РФ. А01С 7/(Ю, Сеялка полосного посева / В. А. Сысуев. С Л. Дёмшин. Д.А, Черемисинов. М.С. Доронин.-№2016108406;заявл.09.03.2016;опубл. И.09.2017, бюл, №26).

Недостатками данного демпферно-предохранительного устройства являются высокая неравномерность и величина нагрузки на привод фрезерных секций при фрезеровании полос в дернине, вызванные тем. что ударная нагрузка при входе Г-образных ножей в почву сменяется постепенным снижением до поля, причем ее величина удваивается при параллельной работе борозовскрывателей сеялки в виде дисковых фрез. Этому также способствует то, что каждый рабочий орган оснащён демпферно предохранительным механизмом и срабатывание его предохранительной муфты приводит к проворачиванию

дисковых фрез относительно друг друга, 1 [оложения Г образных ножей на дисковых фрезах могут совпасть, что удвоит усилие фрезерования почвы и соответственно повысит нагрузку на привод фрезерной секции, тем самым приведет к возможности его поломки, либо потребует изначального увеличения прочности. Неравномерный характер з крутящего момента, передаваемого предохранительной муфтой отрицательно сказывается на точности её срабатывания, а объединение в едином демпферно-предохранительном механизме функций демпфирования и зашиты от перегрузки обуславливает сложность его конструкции.

Технический результат изобретения заключается в снижении величины и повышении ю равномерности крутящего момента, передаваемого приводом фрезерной секции сеялки полосного посева, повышении точности срабатывания его предохранительной муфты и упрощении конструкции демпферно-предохранительного механизма.

Технический результат достигается тем. что на сеялке полосного посева, содержащей последовательно расположенные на раме опорно-приводные колеса, фрезерные секции, я имеющие механизмы регулировки глубины обработки и закрытые кожухами, на концах выходных валов которых установлены демпферные устройства, состоящие из внутренней втулки с продольными выступами на внешней поверхности, на которой с возможностью вращения друг относительно друга установлена внешняя втулка, на внешней стороне которой установлены рабочие органы в виде дисков с ножами, а на внутренней 20 поверхности которой имеются продольные выступы, причём они установлены таким образом, что между каждым из выступов внутренней и внешней втулок со стороны, противоположной направлению вращения, установлены демпферные пружины, суммарная жёсткость которых, при наибольшей установочной дчине. равна минимальному усилию резания почвы ножами, соответствующему наименьшей 25 удовлетворяющей агротехническим требованиям на посев трав в дернину глубине обработки почвы.бункер для семян с высевающими аппаратами и их приводом, семяпроводы, сем я на правители и прикатывающие каткисогласно предлагаемому изобретению на выходном валу каждой фрезерной секции смонтирована предохранительная муфта, состоящая из ведущей полумуфты, выполненной на торцевой зо поверхности свободно установленной на выходном валу ведомой шестерни фрезерной секции, на которой по окружности имеются пазы с расположенными в них подпружиненными шариками, и ведомой полумуфты в виде торцовой поверхности буртика выходного вала с лунками, соответствующими по расположению пазам ведущей полумуфты, причем ведущая и ведомые полумуфты соединены между собой посредством зз шариков, подпружиненных с усилием проворачивания равным суммарной жёсткости пружин одного из демпферных устройств при максимальном сжатии под нагрузкой, соответствующей предельно допустимому усилию на нож рабочего органа, при этом количество ножей, кинематический и технологический режимы работы фрезы и рабочий ход пружин демпферного устройства удовлетворяют условию постоянного нахождения 40 в режиме обработки почвы, с усилием резания превышающим 2/3 от его среднего значения, не более одного ножа из числа установленных поочередно на каждом из рабочих органов фрезерной секции

^фр — ^ ' ^ножа Я ' ^пруж ) 45 где ¿фр - длина циклоиды, описываемой лезвием ножа за 1 оборот выходного вала фрезерного секции, м:

л - общее количество ножей на рабочих органах фрезерной секции, шт.;

/ножа - длина пути отрезания почвенной стружки лезвием ножа, в режиме обработки

почвы с усилием резания превышающим две трети от его среднего значения, м;

Л пруж - длина сектора циклоиды, на которую отклоняется лезвие ножа при входе в

почву за счёт сжатия пружин демпферного устройства, м.

1 Гри работе сеялки полосного посева рабочие органы фрезерных секций, в виде J установленных на внешней втулке демпферного устройства дисков с ножами.

измельчают полосы почвы в монолите дернины. В качестве ножей рабочего органа могут быть использованы Г-образные или пластинчатые ножи, либо полевые мотыги («гусиные лапки»). При этом из бункера для семян посредством высевающих аппаратов по семяпроводам и семянаправителям в слой обработанной почвы на заданную глубину ю подаются семена трав. Далее почва в полосах уплотняется прикатывающими катками.

1 Гри фрезеровании полосы почвы в момент входа ножа в дернину, когда нагрузка на него резко возрастает от ноля до максимума, пружины, установленные между выступами внутренней и внешних втулок демпферного устройства, со стороны противоположной направлению вращения рабочего органа, сглаживают ударные 15 нагрузки на ножи, что позволяет увеличить срок их службы и снижает энергоёмкость фрезерования почвы за счёт уменьшения максимальной окружной силы, действующей на нож. в 2.0-2.5 раза(Яцук Е. ГГ., Панов И.М. и др, Ротационные почвообрабатывающие машины, М.: Машиностроение. 1971.256 с. С. 175).

1 Гри встрече ножа рабочего органа фрезерной секции с препятствием по твёрдости 20 и прочности, значительно превосходящим соответствующие параметры почвы, пружины демпферного устройства сжимаются до выбора зазоров между витками, что является началом выхода шариков из соответствующих лунок ведомой полу муфты предохранительного муфты, Далее ведущая и ведомая полумуфты начинаются проворачиваться Друг относительно друга и привод секции начинает работать 25 вхолостую, тем самым предотвращая поломку ножей, По окончании контакта с

препятствием под действием усилия сжатия пружин шарики войдут в соответствующие лунки на торцовой поверхности ведомой полумуфты и фрезерование почвы возобновится,

Г Гри обработке полос дернины рабочими органами в виде дисковых фрез усилие 30 отрезания почвенной стружки носит циклический характер, причем его величина характеризуется максимальным значением в момент входа ножа фрезы а почву и дальнейшим постепенным уменьшением до нуля в момент окончания процесса резания. Применение общей предохранительной муфты для двух рабочих органов фрезерной секции, оборудованных демпферными устройствами, при соблюдении условия 35 постоянного нахождения в режиме обработки почвы не более одного ножа из числа установленных поочередно на каждом из рабочих органов фрезерной секции, позволяет сгладить ударные нагрузки на механизм предохранительной муфты, так как ножи двух рабочих органов включаются в рабочий процесс фрезерования поочередно, друг за другом, поддерживая тем самым примерно одинаковую величину нагрузки на привод 40 фрезернойсекЦии во время каждого оборота выходного вала. Тем самым обеспечивая функционирование предохранительной муфты в наиболее благоприятных условиях, когда колебания величины передаваемого ею крутящего момента минимальны.

Соблюдение предложенного положения по соотношению параметров рабочего органа и режима работы фрезерной секции также позволяет кратно снизить величину 45 крутящего момента, передаваемого приводом фрезерной секции, так как ножи разных рабочих органов фрезерной секции осуществляют процесс фрезерования поочередно и последовательно, то нагрузка на привод примерно равна среднему значению крутящего момента, потребляемого одним из рабочих органов на фрезерование почвы.

Ограничение режима обработки почвы по величине усилия фрезерования дает возможность несколько расширить допустимый диапазон колебаний кинематического режима работы фрезерной секции, что необходимо для успешного функционирования предложенной конструкции демпферно-предохранительного механизма в полевых условиях, когда происходит некоторое варьирование, в определенной зоне допуска, значений поступательной скорости сеялки и частоты вращения рабочих органов фрезерной секции вследствие непостоянства рабочих условий

Согласно опытным данным (Bernacki H..Haman J.. Kaoalbiski Cz. AgriculturaJ Maclimes. Theory and Construcnon Vol. I. Washington. D. C. 1972. 883 р. C. 403. Рис. 8.22) вход в почву ножа дисковой фрезы, в том числе при наличии демпферных устройств, характеризуется резким возрастанием усилия резания от ноля до максимального значения, причем усилие резания не более 2/3 от среднего присутствует в начале процесса и составляет 5-10е угла поворота диска рабочего органа. В дальнейшем режим обработки почвы с усилием резания, не превышающим 2/3 от его среднего значения, наблюдается при выходе ножа рабочего органа из почвы, характеризуется плавным снижением усилия резания до ноля и соответствует углу поворота диска рабочего органа на 15 25°. Соблюдение предложенного условия по ограничению усилия резания при входе и выходе из почвы ножей рабочих органов позволяет исключить режим работы фрезерной секции, при котором происходит падение нагрузки на привод более, чем на 1/3 от соответствующей среднему усилию резания.

Применение общей предохранительной муфты для двух рабочих органов фрезерной секции сеялки позволяет обеспечить постоянство поочередного взаиморасположения ножей рабочих органов в случае её срабатывании при перегрузке, гарантируя тем самым, что их включение в процесс фрезерования почвы происходит строго поочередно и равномерно, так как не происходит проворачивания выходного вала относительно рабочих органов. Использование в технологической схеме демпферно-предохранительного механизма одной предохранительной муфты, работающей совместно с двумя рабочими органами фрезерной секции, существенно упрощает его конструкцию.

Таким образом, оснащение сеялки полосного посева демпферно-предохраиительным механизмом предложенной конструкции позволяет предотвратить разрушение ножей рабочих органов при встрече с препятствиями в почве и одновременно сглаживает ударные нагрузки на них при входе в почву, что значительно увеличивает срок службы ножей, уменьшает мощность передаваемую приводом фрезерной секции, упрощает конструкцию демпферно-предохранительного механизма и повышает его надежность, улучшает точность срабатывания её предохранительной муфты.

Совокупность вышеуказанных существенных признаков обеспечивает снижение величины и повышение равномерности крутящего момента, передаваемого приводом фрезерной секции сеялки полосного посева, повышение точности срабатывания его предохранительной муфты и упрощение конструкции демпферно-предохранительного механизма.

На чертежах представлены иллюстрации, поя сияющие сущность изобретения: фиг. 1 - конструктивно-технологическая схема сеялки полосного посева (вид сбоку); фиг. 2 и 3 - схема демпферно-предохранительного механизма фрезерной секции сеялки полосного посева.

Сеялка полосного посева содержит раму I, на которой установлены опорно-приводные колеса 2, бункер для семян 3 с высевающими аппаратами 4 и их приводом, семяпроводы 5, фрезерную секцию 6 и прикатывающие катки 7. Фрезерная секция 6

имеет механизм 8 регулировки глубины обработки и закрыта кожухом 9, в задней части которого установлены семянаправители 10. На концах выходного вала фрезерной секции 6 установлены рабочие органы 11 в виде дисков 12 с ножами 13. Каждый рабочий орган 11 фрезерной секции 6 содержит демпферное устройство, состоящее из внутренней

14 и внешней втулки 15. которые имеют возможность вращения относительно друг друга и между выступами которых установлены пружины сжатия 16. На внешней втулке

15 демпферного устройства размещены диски 12 с ножами 13. Суммарная жёсткость пружин сжатия 16. при наибольшей установочной длине, равна минимальному усилию резания почвы ножами 13.

Выходной вал 17 фрезерной секции 6 оборудован предохранительной муфтой. Ее ведущая полумуфта выполнена в виде торцевой поверхности ведомой шестерни IК фрезерной секции 6, свободно установленной на выходном валу 17. в которой выполнены пазы под подпружиненные шарики 19. Ведомая полумуфта совмещена с торцевой поверхности буртика выходного вала 17. на которой имеются лунки, соответствующие но расположению пазам ведущей полумуфты. Ведущая и ведомая полу муфты соединены между собой посредством подпружиненных шариков 19, размещенных в пазах ведомой шестерни 18. которые в рабочем состоянии предохранительной муфты находятся в лунках торцевой поверхности выходного вала 17. Усилие срабатывания предохранительной муфты, равное суммарной жёсткости пружин одного из демпферных устройств при максимальном сжатии под нагрузкой, соответствующей предельно допустимому усилию на нож 13 рабочего органа 11, регулируется поджимной гайкой 20 и подбором усилия сжатия пружин 21. При этом параметры рабочего органа 11 и режим работы фрезерной секции 6 должны удовлетворять условию постоянного нахождения в режиме обработки почвы, с усилием резания превышающим 2/3 от его среднего значения, не более одного ножа 13 из числа поочередно установленных на каждом из рабочих органов 11. что позволяет обеспечить снижение величины и повышение равномерности крутящего момента, передаваемого приводом фрезерной секции сеялки полосного посева, повысить точность срабатывания его предохранительной муфты и упрощение конструкции демлферно-предохранительного механизма.

Сеялка полосного посева работает следующим образом. При движении сеялки ножи 13. установленные на дисках 12 рабочего органа 11 фрезерной секции 6. фрезеруют полосу почвы в дернине. В обработанную почву из бункера 3 высевающими аппаратами 4 по семяпроводам 5 и семянаправителям 10 подаются семена. Далее почва в обработанной полосе уплотняется катками 7. При этом ведущая полумуфта предохранительной муфты, свободно установленная на выходном валу 17, имеет постоянное зацепление с шестернями привода фрезерной секции 6 и приводится во вращение через механизм трансмиссии сеялки от вала отбора мощности трактора. Крутящий момент посредством шариков 19. подпружиненных с усилием, соответствующим предельно допустимой нагрузке на нож 13 рабочего органа 11 и расположенных в соответствующих лунках ведомой полу муфты, передается на выходной вал 17 фрезерной секции 6 и далее через демпферные механизмы приводит в движение рабочие органы I I в виде дисков 12 с ножами 13.

При фрезеровании пружины 16 демпферного механизма, установленные между выступами внутренней 14 и внешней втулки 15 сглаживают ударные нагрузки на ножи 13 при входе в почву. Ножи 13 рабочих органов 11. расположенных на концах выходного вала 17, включаются в рабочий процесс фрезерования поочередно, поддерживая тем самым величину крутящего момента, передаваемого приводом фрезерной секции 6,

примерно равной среднему значению крутящего момента, потребляемого одним из её рабочих органов 11. Суммарный эффект от действия демпферных механизмов и заявленного порядка выполнения технологического процесса фрезерования также существенно повышает равномерность крутящего момента, передаваемого > предохранительной муфтой и приводом фрезерной секции 6.

1 [ри встрече ножа 13 рабочего органа 11 с препятствием по твёрдости и прочности, значительно превосходящим соответствующие параметры почвы, пружины 16 демпферного механизма сжимаются до выбора зазоров между витками. Этот момент является началом выхода шариков IУ из соответствующих пунок ведомой полумуфты ю и дальнейшего срабатывания предохранительного устройства, когда ведущая и ведомая полумуфты начинает проворачиваться относительно друг друга, что исключает поломку ножей 13. После окончания контакта с препятствием под действием усилия сжатия пружин 21 шарики 19 входят в соответствующие лунки на торцовой поверхности ведомой полумуфты и процесс фрезерования почвы возобновится. 15 Использование сеялки полосного посева по сравнению с прототипом обеспечит снижение величины и повышение равномерности крутящего момента, передаваемого приводом фрезерной секции сеялки полосного посева, повышение точности срабатывания его предохранительного муфты и упрощение конструкции демпферно-предохранительного механизма.

20

{57} Формула изобретения Сеялка полосного посева, содержащая последовательно расположенные на раме опорное 1риводные колеса, фрезерные секции, имеющие механизмы регулировки глубины обработки и закрытые кожухами, на концах выходных валов которых установлены 22 демпферные устройства, состоящие из внутренней втулки с продольными выступами на внешней поверхности, на которой с возможностью вращения друг относительно друга установлена внешняя втулка, на внешней стороне которой установлены рабочие органы в виде дисков с ножами, а на внутренней поверхности которой имеются продольные выступы, причём они установлены таким образом, что между каждым из 30 выступов внутренней и внешней втулок со стороны, противоположной направлению вращения, установлены демпферные пружины, суммарная жёсткость которых, при наибольшей установочной длине, равна минимальному усилию резания почвы ножами, соответствующему наименьшей удовлетворяющей агротехническим требованиям на посев трав в дернину глубине обработки почвы, бункер для семян с высевающими аппаратами и их приводом, семяпроводы, сем я на правители и прикатывающие катки, отличающаяся тем. что на выходном валу каждой фрезерной секции смонтирована предохранительная муфта, состоящая из ведущей полумуфты, выполненной на торцевой поверхности свободно установлен ной на выходном валу ведомой шестерни фрезерной секции, на которой по окружности имеются пазы, с расположенными в них подпружиненными шариками, и ведомой полумуфты в виде торцовой поверхности буртика выходного вала с лунками, соответствующими по расположению пазам ведущей полумуфты, причем ведущая и ведомые пол у муфты соединены между собой посредством шариков, подпружиненных с усилием проворачивания, равным суммарной жёсткости пружин одного из демпферных устройств при максимальном сжатии пружин под 4$ нагрузкой, соответствующей предельно допустимому усилию на нож рабочего органа, при этом количество ножей, кинематический и технологический режимы работы фрезы и рабочий ход пружин демпферного устройства удовлетворяют условию постоянного нахождения в режиме обработки почвы с усилием резания, превышающим 2/3 от его

среднего значения, не более одного ножа из числа установленных поочередно на каждом из рабочих органов фрезерной секции:

^фр — ^ " ^кожа ^ ' ^груж )

д где ¿фр - дпина циклоиды, описываемой лезвием ножа за 1 оборот выходного вала фрезерной секции, м;

п- общее количество ножей на рабочих органах фрезерной секции, шт.; ^ножа - длина пути отрезания почвенной стружки лезвием ножа, в режиме обработки ю почвы с усилием резания, превышающим две трети от его среднего значения, м;

Днруж - длина сектора циклоиды, на которую отклоняется лезвие ножа при входе в почву за счёт сжатия пружин демпферного устройства, м.

Фиг. 1

156

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Матрица, названия, кодированные обозначения факторов, значения критерия оптимизации при реализации плана эксперимента Бокса-Бенкина второго порядка для трёх факторов при определении конструктивно-технологических параметров демпферного устройства отдельной дисковой фрезы в почвенном канале

Уровень варьирования факторов Фактор, его обозначение Критерий оптимизации

Частота вращения п, мин-1 Скорость движения Кпост, м/с Жёсткость пружин-с, кН/м Мощность полная кЖпол, потребляемая дисковой фрезой, кВт Мощность кЖ (Уз), потребляемая дисковой фрезой без х.х., кВт

Х2 Х3 Х4

Нижний уровень (-1) 270 0,70 30

Основной уровень (0) 385 0,85 60

Верхний уровень (+1) 500 1,0 90

Номер опыта 1 1 1 0 3,693 2,493

2 0 0 0 3,39 2,4

3 -1 0 1 2,94 2,04

4 0 1 1 3,027 2,097

5 0 -1 1 3,288 2,268

6 0 0 0 3,264 2,274

7 1 0 -1 3,694 2,614

8 -1 -1 0 3,087 2,157

9 0 0 0 3,6975 2,6775

10 -1 0 -1 3,732 2,892

11 0 -1 -1 4,209 3,069

12 1 -1 0 3,165 2,325

13 0 1 -1 4,365 3,135

14 -1 1 0 3,951 2,751

15 1 0 1 3,293 2,543