9. Технологический процесс, осуществляемый зерновой сеялкой

Несмотря на большое разнообразие конструкций сеялок, их технологический процесс состоит из одних и тех же элементов.

Семена и удобрения, засыпанные в соответствующие отделения зернотуковых ящиков, самотеком поступают в приемные камеры высевающих аппаратов. Вращающиеся катушки зерновых аппаратов желобками захватывают семена и перемещают их к семяпроводам. Из тукового отделения штифтовыми катушками высевающих аппаратов удобрения подаются на лотки, по которым стекают в семяпроводы. Из семяпроводов семена и удобрения попадают в бороздки, образованные сошником. Заделка семян осуществляется за счет самоосыпания почвы, а также воздействий на нее загортачей или шлейфов.

В рабочем процессе зерновой сеялки, таким образом, можно выделить две основные фазы: первая - это создание равномерного и дозированного в соответствии с заданной нормой высева потока семян и удобрений и подведение его к сошнику, вторая - подготовка бороздки, размещение в ней семян и заделка их почвой на определенной глубине от поверхности поля.

9.1. Истечение семян через отверстия питающих емкостей

Зернотуковые ящики содержат запас семенного материала и удобрений и обеспечивают нормальное протекание рабочего процесса, создавая непрерывный поток зерна, проходящего под воздействием силы тяжести через отверстия в днище бункера и дозирующего устройства. Истечение семян и удобрений сквозь отверстия подчиняется закономерностям движения сыпучих тел.

Для устойчивой работы сеялки необходимо, чтобы расход материала (пропускная способность отверстия) при любых условиях функционирования и степени заполнения бункера был больше, чем максимальная производительность высевающего аппарата. Обеспечение этого требования возможно при сравнительно крупных отверстиях. С другой стороны, стремление к снижению металлоемкости сеялки и размещению на днище семенного ящика большого количества высевающих аппаратов требует предельно возможного ограничения размеров этих отверстий.

Но при небольших отверстиях в днище возможно такое нежелательное явление, как сводообразование семян (особенно малосыпучих) или удобрений над отверстием и прекращение тем самым их поступления к высевающим аппаратам.

Причиной образования свода является взаимное заклинивание семян.

Критический радиус отверстия, при котором семена могут остановиться, зависит от размеров зерен:

,

где а и b - поперечные размеры семян:

для пшеницы принимают мм;

для ячменя - 2,4, для кукурузы - 3,2 мм.

Следовательно, отверстие диаметром обеспечит бесперебойную подачу семян. В существующих сеялках площадь отверстий над высевающим аппаратомf_min выбирают не менее 20 см² при расчетной величине радиуса r = 25 мм.

Объем питающей емкости можно определить по формуле

, (9.2)

где L - длина гона между заправками, м;

В - ширина захвата сеялок, м;

Q - норма высева, кг/га;

γ - плотность семян, кг/дм³;

η_е - коэффициент использования емкости, равный 0,86...0,9.

9.2. Определение рабочего объема катушки, обеспечивающего заданную норму высева семян

Пусть норма высева семян равна Q (кг/га), а величина междурядья а (см). В этом случае на каждый метр длины рядка должно быть высеяно определенное количество семян m₁ (r).

Поскольку один рядок метровой длины с учетом величины междурядья занимает в поле площадь f₁, причем

(м²),

а на каждый квадратный метр площади необходимо поместить q₁ семян,

(кг/м²)

или

(г/м²),

то

. (9.3)

Если масса 1000 зерен δ, то в рядке длиной один метр должно располагаться μ семян:

.

Это уравнение можно использовать для контроля правильности установки нормы высева в полевых условиях. Для этого поднимают один из сошников во время движения сеялки и производят высев семян на поверхность поля. Последующий подсчет числа семян, расположенных на одном метре длины рядка, и сравнение с расчетным значением, определенным по формуле (9.3), позволяет сделать заключение об обеспечении заданной нормы высева Q.

Если диаметр ходового колеса сеялки D, а передаточное число механизма привода высевающего аппарата i, т.е.

,

то за один оборот катушки необходимо высеять m₀ семян:

или

. (9.4)

Ввиду того, что катушечный высевающий аппарат представляет собой объемный дозатор, то и характеристикой его, в первую очередь, может быть объем семян, которые он может переместить за один оборот V₀:

(см³/об), (9.5)

где γ - объемная масса семян.

Таким образом, чтобы обеспечить норму высева Q (кг/га) при междурядии а (см), сеялка с ходовыми колесами диаметром D и при передаточном отношении механизма привода i каждым высевающим аппаратом должна подавать в сошник V₀ (см³/об) семян за один полный оборот катушки.

Норма высева Q зависит от вида сельскохозяйственной культуры, зоны ее возделывания и всхожести семян.

Биологи обычно определяют норму высева, исходя из требования размещения на каждом гектаре поля заданного количества всхожих семян. Если норму высева семян, выражаемую в количестве всхожих семян на 1 гектар, обозначить М, то

, (9.6)

где Р - всхожесть семян, выраженная в процентах.

Передаточные числа i устанавливают из возможных вариантов положения шестерен или звездочек редуктора так, чтобы обеспечить высев заданной нормы при возможно больших длинах рабочей части катушки (скорость катушки наименьшая). Это объясняют обычно меньшим травмированием семян.

В то же время некоторые исследователи отмечают, что с уменьшением скорости вращения катушки несколько снижается равномерность высева семян. Обычно передаточное число i рекомендуется выбирать в пределах 0,4...1,2 для зерновых и 0,12...2,2 для овощных сеялок.