СПОСОБ И УНИВЕРСАЛЬНАЯ РАМА ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО РЫХЛЕНИЯ ПОЧВЫ, ФОРМИРОВАНИЯ ГРЕБНЕЙ С ВНЕСЕНИЕМ УДОБРЕНИЙ И ПОСЕВ ТРЕХУГОЛЬНО-ГНЕЗДОВОЙ СХЕМОЙ НА ГРЕБНЯХ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и касается технологии и ее конструктивной реализации для минимизации воздей-ствия ходовых агрегатов на почву, уменьшения затрат энергии и расхода семян хлопчатника при севе. Цель изобретения - снижение затрат энергии при вспашке, повышение эффективности фотосинтетической активной радиации (ФАР) и питательных веществ, уменьшения металлоемкости предпосевных и посевных агрегатов при посеве семян хлопчатника.
Указанная цель достигается способом посева и системой навесных орудий навешиваемых на универсальную раму последовательно, в соответствии с технологией посева, при совмещении неко-торых технологических операций для сокращения излишнего воздействия на почву.
Предлагаемая технология подготовки почвы к посеву и посева включает в себя образование греб-ней, внесение удобрений в два слоя и посевы семян трехугольно-гнездовой схемой на поверхности гребня.
Для осуществления данной технологии пред-лагается универсальная рама с системой навесных орудий, последовательно устанавливаемых на нее. На раму последовательно устанавливается: двухъярусный рыхлитель с одновременным внесением удобрения в нижний слой гребня, гребнеформирователь с внесением удобрения в верхнюю часть гребня, прикатывающий каток со штырями для создания капиллярного подтока влаги к семенам, посевное орудие с горизонтальной осью и вертикально расположенным кассетным диском для точного высева трехугольно-гнездовой схемой на поверхности гребня.

Изобретение относится к сельскохозяйствен-ному машиностроению. Цель изобретения - сниже-ние затрат энергии на вспашке, повышение эффек-тивности фотосинтетически активной радиации (ФАР), и питательных веществ, уменьшение ме-таллоемкости предпосевных и посевных агрегатов при подготовке почвы к посеву семян хлопчатника.
Почвенно-климатические зоны хлопководства Республики Таджикистан имеют различные харак-теристики.
Удельное сопротивление почвы хлопковых полей находится в пределах 60...120Мпа.
Осенью, после уборки хлопка, проводят зябле-вую вспашку глубиной до 350...400 мм. В зимний период, за счет осадков, крупные глыбы распада-ются на комочки.
Весной, различными агрегатами проводят предпосевную подготовку почвы. Агрегаты состоят из трактора и рабочей машины. В существующей технологии подготовки почвы расходы энергии слишком высокие.
В условиях дефицита топлива и энергетиче-ского кризиса, излишний расход топлива в мас-штабе республики составляет колоссальные затра-ты.
Кроме того, при существующих методах под-готовки почвы к посеву, имеются серьезные недо-статки, например: плотность почвы, увеличивается до 1,45...1,65 г/см куб., а по агротребованию она должна находиться на уровне 1,30...1,35 г/см куб.[1].
Излишняя плотность почвы в посевной период снижает нагревание грунта в глубинных слоях до 100 мм и менее. Отсюда происходит запаздывание всходов и сокращение вегетационного периода хлопчатника. Эти недостатки в итоге приводят к снижению урожайности хлопка и повышению его себестоимости.
Проведенные исследования и полученные ре-зультаты показывают, что за счет формирования гребня можно снизить плотность почвы и повысить процесс ФАР, и нагревания слоев почвы в период посева [1].
Можно усовершенствовать технологию под-готовки почвы к посеву. С целью снижения затрат энергии, зяблевую вспашку возможно проводить на глубину 250... 270мм и выравнивать поверхность поля. Весной разрыхлять на глубину 400...500 мм с созданием мелкокомковатой структуры с двухъ-ярусным глубокорыхлителем и одновременно вно-сить удобрения на глубину 220...270 мм от дневной поверхности (фиг.1), также формировать гребень с одновременным внесением удобрения в верхнюю часть гребня на глубину 100... 120 мм до посева (фиг. 1).
Этот процесс создает благоприятные условия молодым растениям хлопчатника, обеспечивая рациональное питание и тепловой эффект для нор-мального и здорового развития и способствующих минимальной обработке и подготовке почвы к по-севу хлопчатника с минимальной металлоемко-стью по сравнению с существующими рабочими машинами (фиг. 2).
Проведенный расчет геометрических пара-метров гребня показывает, что для междурядий 600 мм и 900мм высота гребня должна находиться в пределах 200...300 мм и ширина поверхности греб-ня должна быть в пределах 150...200 мм.
Подводя итоги результатов анализа и исправ-ляя существующие недостатки, а также принимая во внимание почвенно-климатические условия, нами разработана универсальная рама с навесным оборудованием для тракторов класса тяги 14, 30 и 40 кН, и рабочие орудия для раздельной предпо-севной подготовки почвы и посева семян хлопчат-ника для четырех-шести рядной системы машин. В настоящее время разработаны различные орудия и приспособления для рыхления почвы и внесения в нее удобрений, и образования гребней [2,3]. Недо-статком авторского свидетельства [2] является, сложность механизма привода, а также забивание зубчатого колеса влажной почвой, из-за чего впо-следствии, механизм просто протаскивается, и равномерность подачи удобрений нарушается, даже может произойти забивание тукопровода. Кроме того, утверждение, что установка механизма привода распределителя и других деталей на рых-лительную лапу приводит к снижению тягового сопротивления, сомнительно.
Недостатками второго и других авт. свил. яв-ляются малая глубина обработки и малое число обрабатываемых рядов, из-за чего эти конструкции невыгодны при использовании в хлопководстве. Кроме того, увеличенное число проходов ходовых аппаратов агрегатов приводит к избыточному по-вышению плотности почвы. Наиболее близкий способ внесения удобрений с одновременным фор-мированием гребней [3].
Способ осуществляют следующим образом. После предварительной вспашки и выравнивания поверхности, в почву в два уровня вносят удобре-ния. В нижнем уровне располагают удобрения по всей ширине обрабатываемой полосы, а в верхнем уровне удобрения вносят ниже дневной поверхно-сти почвы и размещают двумя строчками, одно-временно формируя гребни над удобрениями. Для этого нарезают борозды по бокам симметрично полосе удобрений. Почву из борозд поднимают и укладывают над удобрениями. При этом удобрения в каждом гребне располагают таким образом, что-бы отношение расстояния между верхним и ниж-ним уровнями удобрений к расстоянию между строчками верхнего уровня удобрений было боль-ше единицы.
Устройство для внесения удобрений одновре-менно с нарезкой гребней содержит раму 3, на ко-торой закреплены опорно-приводные колеса 4, емкости 5 для удобрений, на нижней части которых установлены туковысевающие аппараты 6. На заднем брусе рамы 3 закреплены бороздорезы 7, на расстоянии друг от друга равном заданной ширине междурядий закреплен туковый сошник 8. Каждый туковый сошник 8 имеет воронку 9, которая снаб-жена трехходовым делителем 10 потока удобре-ний. К воронке 9 присоединены тукопровод 11, который расположен по оси симметрии сошника и направлен на конусный рассеиватель 12. Сзади тукопровода 11 установлены два криволинейных тукопровода 13 на расстоянии В/2 с двух сторон от линии симметрии сошника 8 в поперечном направ-лении.
Недостатками указанных выше машин - ору-дий и способов подготовки к посеву семян являют-ся:
- индивидуальная рама с навесным оборудо-ванием для каждой машины - орудия, используемая при бороновании, рыхлении, малеваний, планиро-вочных работах и гребнеформировании, которые в сумме этих узлов составляют значительную ме-таллоемкость. При этом плотность почвы повыша-ется за счет многократности движения, в итоге не соблюдаются агротехнические требования:
- повышение тягового сопротивления от тре-ния почвы на поверхности крыльев гребнеформи-рователя,
- рыхлительная лапа и механизм высева удоб-рения составляют треугольную основу, что препят-ствует заглублению, а также повышает силу со-противления за счет трения о поверхность основа-ния,
- вышеперечисленные недостатки в конечном итоге в сумме требуют значительных затрат энер-гии.
Цель изобретения, создать оптимальную плотность почвы, улучшить тепловой эффект и воздействие вносимых удобрений при посеве семян хлопчатника с минимальной массой металлоемко-сти рабочих орудий.
Универсальная рама (фиг. 2) используемая в агрегате для рыхления почвы, формирования греб-ней с внесением удобрений в два слоя и посева семян хлопчатника треугольно-гнездовой схемой на гребнях, содержит навесное оборудование 1, устанавливаемое на трактора классов тяги 14, 30, 40 кН. Рама жесткости 3 с распорками необходима для повышения прочности основной рамы 4. По-следняя, имеет добавочные полурамы 5, для повы-шения числа рядов до шести и гнезда 6, для наве-шивания рабочих орудий, следоуказатель 7 и опорно-приводное колесо (не показано) для приво-да механизмов высевающих аппаратов.
Устанавливаемый на универсальной раме 2 двухъярусный глубокорыхлитель (фиг. 3) состоит из стойки глубокорыхлителя 13, с углом заострения 40...60 градусов для снижения сопротивления реза-нию почвы, на котором установлена верхняя рых-лительная лапа 15, под углом 25...30 градусов на глубине 130...150 мм от поверхности пашни, для рыхления почвы верхних горизонтов. При этом под ней закреплены криволинейные трубки 16 с проре-зью 2...3 мм для рассеивания удобрений полосой под формируемые гребни.
Удобрения подаются из тукового бака 10 на катушечный высевающий аппарат 11, приводимый в движение с помощью приводного колеса 18 через цепи, на тукопровод 12 и воронку 14 соединенную с трубкой 16 рассеивателя удобрений.
В нижней части двухъярусного глубокорых-лителя 13 установлена нижняя рыхлительная лапа 15 также под углом 30...35 градусов, для рыхления глубинных горизонтов почвы, и разрыхляющие ножи 17, для рыхления подошвы почвы под глубо-корыхлителем 13.
При формировании гребней снимаем двухъ-ярусный глубокорыхлитель 13 с универсальной рамы 2, и на его место, на расстоянии друг от друга равном заданной ширине междурядей, устанавли-ваем стойку 26 гребнеформирователя (фиг. 4).
Устройство для внесения удобрения одновре-менно с нарезкой борозды, содержит туковый ящик 10 для удобрений, на нижней части которого уста-новлены катушечные туковысевающие аппараты И и тукопровод 12, с воронками 14, установленными на конце крыльев гребнеформирователя. Глубина вносимой полосы удобрений находится на уровне 100...120 мм от поверхности гребня. При этом, каж-дая туковая воронка 14 прикреплена к концу кры-льев гребнеформирователя 27, со смещением в по-перечном направлении относительно оси симмет-рии гребня на расстоянии 100...120 мм. Для сниже-ния сопротивления почвы на поверхности гребне-формирователя 27, наклонно установлены валики с вращающимися звездочками- комкодробителями 28 с остроконечными зубьями, для раскалывания ком-ков оставшихся после рыхлителя почвы. Почва, дополнительно взрыхленная рыхлительной лапой 15 и звездочкой-комкодробителем 28 смыкается с крыльями гребнеформирователя 27 и закрывает полосу удобрений, формируя гребни.
Между стойками греднеформирователя 26, в гнезде 6 универсальной рамы 2, устанавливаем подпружиненные грядили 30 (фиг. 5) с катками-комкодробителями 31, на которых по спиральной схеме прикреплены остроконечные штыри 32 для раскалывания комков. При этом одновременно прикатывается поверхность гребня с целью сохра-нения влаги и создания капилляров в почве.
По краям катков имеются буртики конической формы, расстояние между которыми соответствует ширине поверхности гребня. Снимая гребнеформи-рователь 27 с баком удобрений (фиг. 4) и грядили 30 с катками (фиг. 5) на их место устанавливаем посевное орудие (фиг. 6) с семенной банкой 34, прикрепленной с помощью растяжки 33 на навес-ное оборудование 1. Одновременно, с помощью четырехзвенного параллелограмного механизма 43 на универсальной раме 2 устанавливаем сдвоен-ный кассетный диск 39, со сдвигом кассет друг относительно друга для высева семян на гребнях, по центральной части сошника 46. Кроме этого для поддержания устойчивого плоско-параллельного движения, сошник 46 по передней части, прикреп-лен на четырехзвенник 43.
Кассетный диск 39, с корпусом барабанного типа 40 установлен вертикально на вал 42. На кассетном диске 39 имеется 10 ячеек с трехсемен-ными гнездами. С целью создания ускоренного вылета семени к окну сошника 46, на кассетном диске 39 в гнезде семядержателя установлена мас-са -выталкиватель семян на пружинах (не показа-но). Высевающий аппарат 40 с кассетным диском 39 (фиг.6) сверху прикреплен к концу опорной ча-сти 38, семенной банки 34, и с нижней стороны закреплен на центральной части сошника 46. По-следний имеет вдавливающий каток 45 для прика-тывания почвы-разреза, образованного ножом 44 и раздвигаемого ее расходящимися под углом щека-ми, открывающими бороздки для семян.
За сошником 46, прикреплен вдавливающий каток 47, с резиновым ободом для вдавливания семян находящихся в бороздке в почву. Кроме того, на ось катка 47 установлены подплечики-загордаги 48, для загребания почвы, а также прикатывающий каток 50, для окончательного прикатывания за-гробленной почвы.
Механизм привода ворошителя 37, содержит конические пары 35 и вал 36, получающий враще-ние от оси высевающих аппаратов 42 посредством цепной передачи 41 от опорно-приводного колеса 18. На конце вала ворошителя установлен диск с трехрядно полосовой щеткой под углом 120 граду-сов по отношению полос друг к другу. Тяги 43, 49 являются регулирующими элементами для созда-ния уравновешенного состояния сошнику 46 и при-катывающим каткам 45, 47, 50 (фиг. 6).
На фиг.1 представлена схема формирования гребня с внесением удобрения, посевом семян тре-угольно-гнездовым способом. На фиг. 2 представ-лена универсальная рама для навески раздельных рабочих орудий, вид сверху. На фиг.3 - универ-сальная рама с навешанным двухъярусным глубо-корыхлителем и приспособлениями для внесения удобрения на глубину 220...270 мм, вид сбоку. На фиг. 3-А - стойка двухъярусного глубокорыхлителя, вид спереди. Фиг. 3-Б - стойка двухъярусного глу-бокорыхлителя, вид сзади. Фиг. 4 - гребнеформиро-ватель с двухполосным внесением удобрений на глубину 100...120 мм по краям гребня, вид сбоку. Фиг. 5 - схема грядилей с катками, вид сверху. Фиг. 6 - посевное орудие, навешанное на универсаль-ную раму, вид сбоку, фиг. 6-А - конструктивная схема кассетного высевающего диска, вид сбоку. Фиг.6-Б - высевающая банка с ворошителем и направителем семян, вид спереди.
Способ глубокого рыхления, формирования гребня с двухслойным внесением удобрений, посе-вом семян хлопчатника треугольно-гнездовой схе-мой осуществляется следующим образом:
После уборки хлопчатника, осенью, проводим зяблевую вспашку на глубину 250...270 мм, с целью экономии затрат энергии и очистки поверхности почвы от сорных остатков. После чего выравнива-ем свальные гребни, развальные борозды и огрехи, оставшиеся при вспашке.
Выпадение осадков в осенний и зимний пери-оды способствует раздроблению глыб на комочки. При этом осадки одновременно проникают в глубь вспаханной почвы и размачивают подпахотный слой, что приводит к его смягчению.
Весной, с наступлением спелости вспаханной почвы, используя универсальную раму 2 (фиг.2) с установленными двухъярусным глубокорыхлите-лем и приспособлениями для внесения удобрений (фиг.3), одновременно, производим рыхление почвы на глубину 400...500 мм с помощью верхней рых-лительной лапы 15 и криволинейной трубки 16, через прорезь, вносим полосой удобрения на глу-бину 220...270мм.
При движении глубокорыхлителя, в рабочем положении, нижняя рыхлительная лапа 15 с ножом 17 внедряется в почву с наименьшим сопротивле-нием за счет скольжения грунта по вогнутой дуге и угла врезания стойки. Спустя несколько секунд, также внедряется верхняя рыхлительная лапа. При этом глубокорыхлитель, за счет угла подъема ниж-ней рыхлительной лапы приподнимает почву к основанию рыхлительной лапы, производя давле-ние, отчего происходит растрескивание комков оставшихся в глубинных слоях вспаханной почвы.
Верхняя рыхлительная лапа также приподни-мает верхние слои почвы, и при падении от края рыхлительной лапы, комки дробятся и разрыхля-ются. В нижней части вогнутой стойки нож 17, разрыхляя дно под рыхлительной лапой не остав-ляет подошвы в почве.
Движение, от взаимодействия с почвой опор-но-приводного колеса 18, через цепи передается на туковысевающие аппараты И, которые подают поступающие самотеком из емкости 10 удобрения по туковпроводу 12 в воронку 14, присоединенную к криволинейной трубке 16, установленной под верхней рыхлительной лапой 15.
При этом удобрения рассеиваются полосой через прорези шириной 2...3 мм в криволинейной трубке 16 (фиг. 3-Б) на глубину 220...270 мм под формируемый гребень.
С универсальной рамы 2 снимаем двухъярус-ный глубокорыхлитель с приспособлением для внесения удобрения (фиг. 3). На его место навеши-ваем гребнеформирователь с приспособлением для одновременного формирования гребня и внесения удобрений на глубину 100...120 мм от поверхности гребня (фиг. 4).
При движении агрегата, за счет угла вхожде-ния, допеты 29 и гребнеформирователи 27 внедря-ются в разрыхленную почву и нарезают борозды, перемещают почву из борозд и укладывают ее над полосой удобрений, рассеянных двухъярусным глубокорыхлителем. При этом одновременно, от взаимодействия с почвой, опорно-приводное коле-со 18 передает вращение через цепи на туковысе-вающие аппараты 11, которые подают поступаю-щие самотеком из емкости 10 удобрения в тукопро-вод 12 и воронку 14, закрепленную на конце кры-льев гребнеформирователя 27, и рассеивают их полосой на верхней части формируемого гребня. Почва, дополнительно взрыхленная зубьями ком-кодробителя 28, на гребнеформирователе 27, смы-кается над удобрениями, формируя гребни.
Вслед идущие грядили 30, с катками 31 и ост-рыми штырями 32 по поверхности гребня, одно-временно раздробляют комки и прикатывают греб-ни с целью сохранения влаги и создания капилляр-ного потока влаги к семенам, высеянным в гребни.
Снимаем с универсальной рамы 2 гребнефор-мирователь 27 (фиг. 4) и грядили 30 с катками 31 (фиг. 5). На их место навешиваем посевное орудие с семенным ящиком (фиг. 6).
При движении посевного агрегата, от взаимо-действия с почвой опорно- приводного колеса 18, вращение передается через цепи 41 одновременно на вал высевающего аппарата 42 и вал привода ворошителя 37, через вал 36 и зубчатую пару 35.
В полости щетки-ворошителя 37 при враще-нии попадают несколько семян за счет свода се-менного банка. При вращении и подходе ячейки кассетного диска к выходной банке 38, попавшие в щетки семена перемещаются и соответственно 2-3 штуки из них направляются в гнездо кассетного диска 54 (6-Б).
Семена, находящиеся в ячейках кассетного диска (фиг. 6-А) установленного на барабане, пе-ремещаются до высевного окна. Здесь они выпа-дают из ячеек под действием конструктивных сил в корпус гнездового аппарата (сошник 46), который соединен с дном высевающего аппарата (фиг. 6). При этом гнездующий аппарат разрезает ножом почву и раздвигает ее расходящимися под углом щеками, открывая бороздки для семян. Установ-ленный в сошник 46 полоз, ограничивает заглубле-ние сошника и с помощью подпружинных элемен-тов 43, 49 регулирует равномерность глубины за-делки семян. Каточком 45 одновременно формиру-ется уплотнение дна бороздки, с целью создания капиллярного потока влаги к семенам, высеянным из окна сошника 46 в бороздку. Следующий за сошником 46 каточек 47 вдавливает в дно бороздки семена хлопчатника, обеспечивая плотный контакт с почвой. Загордачи 48, сдвигают с боков почву к поверхности семян, закрывают их, образуя над ними валики рыхлой почвы.

1. Яхияев Г. Повышение эффективности посева хлопчатника путем оптимизации подготовки почвы и предпосевной обработки семян. Автореф. Дисс. На соискание ученой степени док.техн.наук. Санкт-Петербург. Пушкин.- 32 с.
2. Авт. свид. СССР № 1523067 А01 В 49/06 “Рабочий орган для рыхления почвы и внесения в нее удобрений”.
3. Авт. свид. СССР № 1657084 А1. А01 В 49/06, 79/02 “Способ внесения удобрений одновременно с формированием гребней и устройство для его осуществления”.