В кассетных селекционных сеялках кассетное загрузочное устройство последовательно перемещает кассеты с семенным материалом к высевающему аппарату сеялки. (Цель исследования) Выполнить расчет геометрических параметров и выбрать материал кассеты для разработки роботизированного кассетного загрузочного устройства селекционной сеялки. (Материалы и методы) Геометрические параметры кассет определены на основе кассетного загрузочного устройства селекционной сеялки СССэ-6 и исходных данных по нормам селекционного посева. Методом ИК-Фурьеспектроскопии в диапазоне волновых чисел 400-4000 см–1 идентифицировали полимерный материал, который пригоден для изготовления кассет и направляющей пластины селекционной сеялки. (Результаты и обсуждение) Используя различные конструктивные решения кассет, применяемых ранее в загрузочном устройстве, определили геометрические параметры кассет, ячеек и блоков кассет, направляющих пластин. В задачи исследования входил выбор возможного полимерного материала для изготовления кассеты при помощи 3D-моделирования. Для этого требовалось идентифицировать вид полимерного материала образцов пластиковых кассет и направляющих пластин, которые применяются в загрузочном устройстве селекционной сеялки СССэ-6. Качественный анализ состава образцов определяли методом инфракрасной спектроскопии на ИК-Фурье-спектрометре Simex FT-801. (Выводы) Провели расчет геометрических параметров кассетного блока для их моделирования и изготовления и дальнейшей разработки роботизированного кассетного загрузочного устройства. Установлено, что оно изготовлено из сополимера акрилонитрила, полибутадиена и стирола (ABS-пластика), имеющего коэффициент трения скольжения 0,47-0,54. Для уменьшения коэффициента трения кассет при движении по направляющим пластинам при их изготовлении в состав ABS вводят шликирующие добавки, например, керамид.
В связи с развитием техники для посева в целях повышения качества и снижения трудоемкости производственных операций первого этапа работ необходимо совершенствование селекционной сеялки в направлении роботизации процесса посева. (Цель исследования) Разработать конструкцию и алгоритм работы роботизированной сеялки для зерновых, зернобобовых и других культур на первом этапе работ селекции и обосновать параметры подачи семян при посеве. (Материалы и методы) Схема сеялки разработана в соответствии с требованиями отраслевой нормативной документации, обоснованы конструктивно-технологические параметры подачи семян при посеве при помощи роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа. (Результаты и обсуждение) Отметили некоторые конструктивные особенности селекционных сеялок для первого этапа работ при помощи роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа. Составлены схема и алгоритм работы сеялки, формулы скорости подачи кассет с семенами при многорядном посеве и скорости перемещения заслонки распределителя при однорядном посеве. Выявлен новый тип высевающего аппарата распределительного типа с дозирующей заслонкой. Разработан экспериментальный образец сеялки СССР-1 и проведены лабораторные испытания посева семян яровой пшеницы в 6 рядов с междурядьями 15 см и расстоянием между семенами 20 см на делянке шириной 1 м. (Выводы) При рабочей скорости движения сеялки 1 километр в час и расстоянии между семенами в одном рядке от 0,1 до 0,3 метра скорость перемещения кассет при многорядном посеве составила от 0,056 до 0,168 метра в секунду, при однорядном посеве скорость перемещения заслонки распределителя варьируется от 0,028 до 0,084 метра в секунду. Отклонение от нормы высева составили 1 процент, коэффициент вариации расстояний между семенами в одном рядке не превышает 5 процентов. Роботизированная селекционная сеялка обеспечит контролируемое качество выполнения посева зерновых и других культур на первом этапе работ в селекции и семеноводстве, создаст предпосылки для повышения производительности и снижения трудоемкости основной операции посева.
Отметили; что посев семян в ленте (жгуте) является непростой для решения задачей с точки зрения механизации и возможности контроля качества выполнения процесса. В каждом рассмотренном изобретении применяемые конструктивно-технологические решения направлены на реализацию положительного эффекта. (Цель исследования) Проследить предпосылки появления и совершенствования агрегатируемых сеялок для посева семян в ленте; их конструктивные особенности и элементную базу (Материалы и методы) Работа выполнена на основе историко-аналитического метода. Исследовались публикации в научных печатных источниках; документы патентных баз Espacenet; Федерального института промышленной собственности; системы «База патентов СССР» и фотоматериалы. (Результаты и обсуждение ) Приведена информация о появлении первых устройств для посева семян с применением лент. Выявлены типовые конструктивные решения и технологии посева семян в ленте; предложенные в разных странах. (Выводы) Проведен обзор известных на настоящий момент изобретений и определен ряд конструктивно-технологических решений; которые могут быть перспективными при разработке новых машин этого типа. В частности; отмечены применение лентопроводящих элементов; минимизирующих частоту обрывов ленты и повреждение семян; устройства сигнализации обрыва ленты; контроля ее допустимого натяжения и др.; универсальность лентопроводящей системы; позволяющая использовать ленту различных видов и типоразмеров; применение в конструкции сеялки почвообрабатывающих рабочих органов; дисково-анкерного сошника для создания ровной уплотненной полосы-ложа для семенной ленты; оборудование сеялки системой локального полива для ускорения прорастания семян и процессов биоразложения ленточного носителя.
В рамках реализации энергосберегающей технологии выращивания зерновых культур этапы подготовки почвы и посева наиболее важны. В связи с этим актуальная задача состоит в повышении эффективности посевных машин. (Цель исследования) Разработка физического прототипа сеялки; конструкция которой позволит при максимальном упрощении по сравнению с аналогами снизить металлоемкость; повысить технологичность; обеспечить наилучшие условия роста культур. (Материалы и методы) Конструкторское решение при создании электронной модели (цифрового двойника) сеялки и ее физического прототипа базировалось на использовании методов системного анализа; математического моделирования; планирования эксперимента. Эксперименты выполнены с применением сертифицированного оборудования в полевых и лабораторных условиях. (Результаты и обсуждение) Сеялка представляет собой закрепленный на раме бункер для семян с высевающими аппаратами и семяпроводами. Семена подаются сквозь полые оси вращения режущих дисков сферической формы. Диски закреплены на раме; обращены к поверхности почвы вогнутой частью и расположены к ней под углом; а также под углом к направлению движения с возможностью регулирования угла наклона от 0 до 90 градусов. В одном ряду наклон дисков одинаковый; в соседнем противоположный; при этом диски второго ряда в перпендикулярном направлении смещены относительно дисков первого ряда. Режущие диски третьего ряда смещены относительно дисков первого и второго рядов в перпендикулярном направлении на разный шаг; перекрывая зоны обработки почвы и исключая необрабатываемые пропуски. За третьим рядом дисков установлены разрыхлители в виде вертикальных сферических дисков с чередованием зубцов и пазов по режущей кромке. Разрыхлители расположены парами над каждым режущим диском с противоположным углом атаки; слева и справа относительно направления движения сеялки. (Выводы) Предложенное решение позволяет применять тракторы меньшего класса с меньшим расходом топлива для скоростного сплошного посева зерновых; бобовых и масличных культур; многолетних трав.
В условиях импортозамещения необходимо усилить развитие селекции зерновых и других культур для создания новых сортов и наращивания объемов семенного материала. Роботизация техники в растениеводстве позволит быстрее справиться с данной задачей путем снижения затрат на ручной труд и повышения производительности на втором и третьем этапах селекционных работ. (Цель исследования) Создание робота для подачи семян в высевающий аппарат селекционной сеялки и выработка рекомендаций по его применению. (Материалы и методы) Робот разработан в соответствии с требованиями стандартов при посеве зерновых, зернобобовых и других культур на селекционных делянках. Предложен метод для определения применения одно- или многоуровневого робота для подачи семян в зависимости от площади селекционного участка. (Результаты и обсуждение) Разработали конструкционную схему и алгоритм действия робота карусельного типа, который может быть интегрирован в селекционные кассетные сеялки разных типов. Выведена формула применения робота для подачи семян в зависимости от параметров селекционного участка и требуемого количества кассет. (Выводы) Лабораторные исследования с использованием роботизированного кассетного загрузочного устройства или робота для подачи семян вместо выполнения операции вручную на втором и третьем этапах селекционных работ показали возможность сократить время посева на 12 процентов, увеличить производительность на 20-30 процентов.