Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса оптимизации параметров и режимов работы высевающих аппаратов 10
1.1 Агробиологические особенности посева мелкосеменных культур 10
1.2 Состояние и тенденции развития конструкций высевающих аппаратов 20
1.3 Анализ теоретических исследований по оптимизации параметров и режимов работы высевающих аппаратов 35
1.4 Цель и задачи исследования 43
2 Теоретические исследования взаимодействия мелкосеменных культур с элементами высевающей системы 45
2.1 Разработка математической модели взаимодействия «семена высевающий аппарат - семепровод» 45
2.2 Алгоритм проектирования высевающего аппарата 48
2.3 Кинематика движения мелкосеменных культур в высевающем аппарате... 50
2.4 Обоснование параметров и режимов работы дискового пневматического высевающего аппарата 61
3 Программа и методика проведения экспериментальных исследований 73
3.1 Программа и методика проведения лабораторных исследований 73
3.2 Программа и методика проведения полевого опыта 79
3.3 Методика обработки результатов экспериментальных исследований 84
3.4 Методика проведения производственного испытания 87
4 Результаты экспериментальных исследований 88
4.1 Результаты проведения лабораторных исследований 88
4.2 Результаты проведения полевого опыта 94
4.3 Результаты производственных испытаний блочно-модульного адаптера для возделывания мелкосеменных культур 97
4 5 Экономическая оценка использования конструкции высевающего аппарата 98
Заключение 101
Список литературы .
- Анализ теоретических исследований по оптимизации параметров и режимов работы высевающих аппаратов
- Алгоритм проектирования высевающего аппарата
- Программа и методика проведения полевого опыта
- Результаты проведения полевого опыта
Введение к работе
Актуальность темы работы. В современных условиях сельскохозяйственного производства создание независимой сырьевой базы в отрасли растениеводства является первоочередной задачей, особенно в направлении импортозамеще-ния. Для интенсивного развития отрасли растениеводства, в рамках Государственной программы развития АПК РФ на период до 2020 года, разработка технологических адаптеров, отвечающих предъявляемым агротехническим требованиям, является одним из основных направлений.
Технологическая и техническая модернизация отдельных элементов посевных машин, оказывающих определяющее влияние на качество возделывания мелкосеменных культур, в том числе льна, позволяет установить направления исследования сложной многоуровневой системы функционирования, как высевающего аппарата, так и в целом сеялок. Решение данной задачи возможно на основе системного подхода, путем математического моделирования, что требует определения физико - механических и технологических свойств семенного материала, как исходных данных для оптимизации основных технологических параметров высевающего аппарата. В связи с этим, вопросы оптимизации параметров и режимов работы, направленных на повышение качества функционирования высевающей системы, снижение энергоемкости процесса, подчеркивают актуальность выполняемой работы.
Степень разработанности темы. В диссертационной работе, на основании теоретических исследований и составленной модели взаимодействия семенного материала с элементами высевающей системы, оптимизированы технологические аспекты высевающего аппарата. Выполненный углубленный анализ конструкций высевающих аппаратов отечественных, зарубежных исследователей и разработчиков, указал на отклонения качественных показателей от установленных требований по функционированию высевающей системы - равномерности посева: шага посева и отклонения от средней линии посева; надежности выполнения технологического процесса и др. На основании выполненного анализа и исследования ха-
рактера движения семян льна разработан алгоритм проектирования высевающего аппарата, позволяющего исключить выявленные недостатки.
Цель работы - повысить качество посева льна за счет применения дискового пневматического высевающего аппарата.
Задачи исследования:
-
Провести анализ существующих высевающих аппаратов сеялок для посева семян льна.
-
Выполнить математическое моделирование системы «семена - высевающий аппарат - семяпровод».
-
Теоретически исследовать основные параметры и режимы работы новой конструкции дискового пневматического высевающего аппарата.
-
Определить качественные показатели работы опытного высевающего аппарата в лабораторных и полевых условиях.
5. Рассчитать экономическую оценку внедрения результатов производ
ственных испытаний дискового пневматического высевающего аппарата.
Научную новизну составляют:
математическая модель взаимодействия семян льна с дисковым пневматическим высевающим аппаратом с учетом физико-механических и технологических свойств;
аналитические зависимости обоснования основных параметров и режимов работы высевающего аппарата.
Теоретическая и практическая значимость состоит в оптимизации основных технологических и конструктивных параметров и режимов работы предложенной модели высевающего аппарата, а также в создании конструкции дискового пневматического высевающего аппарата, подтвержденного патентом №110589 и положительным решением на патент от 22.11.2015 по заявке №2014145408/13, рекомендуемого для использования при разработке сеялок, обеспечивающих качественный посев льна.
Методология и методы исследования. Теоретические исследования проведены с использованием системного анализа и синтеза, с учетом положений и
методов классической механики и математики, проверки адекватности составленных теоретических и регрессионных моделей с применением программ Mathcad Prime 3.0 и Excel, а также с аспектами теории планирования эксперимента.
Основные положения, выносимые на защиту:
теоретические положения взаимодействия элементов дискового пневматического высевающего аппарата с семенами льна с учетом физико-механических и технологических свойств;
регрессионные зависимости качественных показателей посева семян льна от параметров и режимов работы дискового пневматического высевающего аппарата;
оптимальные технологические и конструктивные параметры и режимы работы дискового пневматического высевающего аппарата для льна.
Степень достоверности и апробация результатов. Дисковый пневматический высевающий аппарат для посева льна используется в учебном процессе на кафедре «ТТМ» ФГБОУ ВО Тверская ГСХА при подготовке студентов по направлениям обучения 35.03.04 Агрономия и 35.03.06 Агроинженерия, а также в конструкторских бюро по созданию посевных машин. Макетный образец сеялки для мелкосеменных культур применяется во ФГУП «Учхоз Сахарово» при возделывании кормовых культур. Результаты совместных с ФГБНУ ВНИИМЛ теоретических и лабораторно - полевых исследований послужили основой при разработке конструкторской документации и изготовлении опытного образца сеялки с дисковым пневматическим высевающим аппаратом.
Основные положения исследований доложены на научно-практических конференциях «Горячкинские чтения» (г. Москва), «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования» (г. Санкт-Петербург), проходивших в 2013 году, «Эколого-ресурсосберегающие технологии и системы в лесном и сельском хозяйстве» (г. Воронеж), «Интеграция науки и образования» (г. Уфа), проходивших в 2014 году, «Перспективные технические решения в сфере эксплуатации автотранспортных и сельскохозяйственных машин», «Инновационные и нанотехно-логии в системе стратегического развития АПК региона», «Актуальные направле-
ния научных исследований 21 века: теория и практика», «Устойчивое развитие АПК регионов» и студенческих конференциях вуза (г. Тверь), проходивших в 2010-2015 годах. Результаты исследований по теме работы также были представлены на 10-й специализированной выставке «Изобретатель и рационализатор -2013» (г. Тверь), Всероссийских конкурсах на лучшую научную работу в ФГБОУ ВПО «Рязанский ГАУ им. П.А. Костычева» (г. Рязань) и ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (г. Саратов) в 2013 году, ФГБОУ ВПО «Воронежский ГАУ им. императора Петра 1» (г. Воронеж) в 2015 году, в программе УМНИК (г. Тверь) в 2011 и 2015 годах, программе «ЭкоНива» (г. Калуга) в 2014 году.
Основные положения диссертации опубликованы в 17 работах, в том числе в 4 изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 издании, входящем в базу данных Scopus, 1 монографии, 2 патентах РФ. Общий объем опубликованных работ составляет 13,25 п.л., из которых 10,6 принадлежит лично автору.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 158 наименований, из которых 6 иностранных источников, 15 приложений. Основное содержание работы изложено на 142 страницах машинописного текста, включая 35 рисунков, 13 таблиц.
Анализ теоретических исследований по оптимизации параметров и режимов работы высевающих аппаратов
Важнейшее звено системы агротехнических мероприятий – посев, являющийся заключительным и наиболее значимым технологическим процессом при возделывании сельскохозяйственных культур. Основная задача посева – равномерное распределение дозированного материала на возделываемом участке, с учётом площади питания растений, исходя из предъявляемых агротехнических требований. Дозированный слой высеваемого материала должен быть равномерно распределён как по длине гона посевной системы, так и по ширине её захвата.
Посев является базовой технологической операцией при возделывании мелкосеменных культур [34, 78]. При посеве особое внимание уделяется условиям работы посевной машины, как отдельной технической системы и основного её элемента – высевающей системы. Одним из требований, предъявляемых к посеву, является обеспечение семян всеми необходимыми питательными веществами за счет соблюдения равномерности высева – площади питания.
В число агротехнических требований, предъявляемых к посевным системам, относится ряд показателей, отражённых во многих трудах [3, 16, 18, 41, 42, 43, 46, 61, 68, 97, 104, 143], включены такие показатели, как равномерность распределения семян в рядке – 97 %; распределение семян в рядке и отклонение от средней линии – 97 %; количество пропусков – 90 %; количество двойников семян – 97 %; дополнительно при внесении твёрдых гранулированных минеральных удобрений приняты следующие требования – отклонение от фактической нормы высева не должно превышать 10 %.
Вопросам посева, в том числе мелкосеменных культур уделено значительное внимание как в отечественных [3, 7, 9, 11, 18, 23, 24, 48, 49, 69, 70, 88, 97, 111, 131, 143, 152] исследованиях так и зарубежных [159], выполнение указанных требований, обеспечивает надлежащее распределение высеваемого материала по площади питания. Достаточное распространение получили механические высевающие системы, тем не менее, всё большее применение получают пневматические высевающие системы [10, 21, 50, 52, 58, 59, 60, 83, 103, 149], в том числе с использованием дискового дозирующего устройства [10, 82, 99, 100].
Практикой возделывания сельскохозяйственных культур установлено, что качественный своевременный посев семян, в соответствии с установленными агротехническими требованиями позволяет повысить до 10…20% урожая [11, 100], поскольку повышается дружность всходов, а также наблюдается сжатие вегетативного срока развития растений в ранний период, приводя к увеличению урожайности.
Технологический процесс высева мелкосеменных культур имеет свои отличительные характеристики, обуславливающиеся соответствующими физико-механическими и технологическими свойствами, отличающими от других сельскохозяйственных культур. Анализ состояния вопроса проведён для таких культур, как лён-долгунец, яровой рапс, клевер луговой, и других мелкосеменных культур, занимающих в последнее время значительное место в севооборотах хозяйств, что обусловлено социально – экономическими предпосылками.
Лён-долгунец, являясь ценной масличной и технической культурой, имеет небольшой размер семян (2…5 мм), что вызывает необходимость точного подбора соответствующих размерных характеристик высевающего аппарата, а также оптимальных режимов его работы. При этом равномерность распределения высеваемого материала не должна превышать отклонения от заданного значения более чем на 3% [46].
Эффективная работа высевающего аппарата сеялки напрямую зависит от особенностей и свойств высеваемого материала. В основе особенности мелкосеменной культуры лежит, в первую очередь, размер семени. К данному виду культур относят лен-долгунец, рапс яровой, люцерна, клевер и другие однолетние и многолетние травы. В Нечерноземной зоне установлена целесообразность выращивания таких культур, как лен-долгунец, рапс яровой и некоторые травы, потому что климатический режим Тверской области наиболее благоприятен ввиду особенностей приспосабливаемости этих сельскохозяйственных культур. Анализ всех факторов и свойств почвы необходим по причине структурной связи всех элементов в технологии почвенной обработки. Установлено [67], что функциональная взаимосвязь почвенных, семенных свойств и конструктивных элементов рабочих органов напрямую связаны с результатом качественной работы механизаторов. Форма, размеры и другие особенности семян мелкосеменных культур предопределяют параметры изготовления диска высевающего аппарата. При обосновании конструктивных параметров вращающегося диска следует обоснованно устанавливать геометрические параметры ячеек, а также форму и толщину диска.
Технологический процесс истечения семенного материала в системе «бункер – высевающий аппарат – семепровод - сошник» зависит от геометрических свойств высеваемой культуры. Поэтому, при проектировании высевающих аппаратов одним из приоритетных этапов исследований является учет геометрических параметров культуры. Без знания формы и размера семени невозможно качественно предусмотреть такие технологическо-конструктивные параметры высевающего аппарата, как материал, форма и угол скоса семенного бункера, принцип действия, размер и количество ячеек высевающего диска (при соответствующей конструкции), скорость воздушного потока (при наличии пневматической системы), длина, угол наклона и диаметр семепровода и другие. Ввиду этого, рекогносцировочными исследованиями и данными материалов научно – технической литературы установлены основные геометрические характеристики мелкосеменных культур, приведённые в таблице 1.1.
Алгоритм проектирования высевающего аппарата
Применение компьютерного моделирования на порядок повышает уровень проведения исследования. Использование специальных компьютерных программ, таких как FlowVision, позволяет смоделировать процесс движения материала в высевающем аппарате и по семепроводу. Труды Пятаева М. В. показывают, насколько полезен этап проведения исследования на компьютере [116]. Проведение компьютерного симулирования позволило оптимизировать геометрические параметры турбулизатора в распределителе семян и определить конструкцию элемента, не применяя дополнительных материалов для натурного изготовления. Стоит отметить, что для подтверждения математических моделей и уравнений движения, все же необходимо проведение лабораторных исследований аппарата с учетом выявленных факторов при моделировании.
Исследования Пятаева М. В. направлены также на модернизацию процесса высева пневматической сеялки [114, 115]. Движение частицы под действием аэродинамической силы в семепроводе и движение по дугообразному участку описывается с помощью величин аэродинамической силы, нормальной реакции семепровода, силы трения материала о поверхность и другими. Дифференциальные уравнения движения в форме Эйлера могут быть решены по методу Бернулли, а полученная зависимость скорости схода частицы от координаты попадания на участок позволит выявить пути к повышению качества распределения высеваемой культуры. Связывая высоту вертикального участка семепровода и скорость движения частицы можно добиться высоких показателей равномерности высева, а также, снизить энергоемкость процесса. В анализируемых трудах целесообразно было бы рассмотреть помимо поступательного, также вращательное движение семян, учитывая геометрические размеры различных сортов мелкосеменных культур.
Установлено [21], что силы, возникающие при пневмотранспортировании, имеют достаточно существенное значение. Полученные уравнения движения семени описывают характер изменения скорости и траектории в прямолинейном и наклонном семепроводе, а также, при нисходящем и восходящем потоке воздуха. Сила сопротивления воздуха пропорциональна скорости движения семени [90]. При этом, основными факторами, составляющими аэродинамическую силу воздушной массы, помимо силы трения воздушного потока о семя и плотности воздуха, являются коэффициент сопротивления при обтекании частицы и площадь Миделева сечения.
В трудах Плаксина А. М. и Пятаева М. В. рассматриваются вопросы движения семени на участке изгиба семепровода и после соударения с отражателем [105, 118]. Методика расчета принимается в представлении движения на изгибе как движения по окружности. По полученным уравнениям движения можно построить траекторию частицы после удара или соприкосновения со стенкой проводника. В качестве недостатка отметим описательный характер движения материала лишь на небольшом участке семепровода. Это объясняется большим количеством ограничений, присутствующих в условиях истечения материала. В конечном результате можно судить лишь о направленности движения высеваемого материала. Определение геометрических параметров высевающего диска заключается в расчете количества высевающих отверстий и определении их диаметра. Учёные Тырнов Ю. А., Балашов А. В., Белогорский В. П. и Стрыгин С. П. исследовали зависимость количества ячеек диска от их диаметрального размера [132]. Установлено, что предельное количество отверстий (ячеек) зависит от геометрических показателей самой конструкции. Данные подтверждены полевыми опытами, тем самым равномерность и норма высева соответствует предъявляемым агротехническим требованиям. Результат целесообразно применять в подобных исследованиях и работах с целью повышения показателей равномерности истечения семян из ячеек и исследовать зависимость геометрических показателей частицы от формы ячейки.
При лабораторных исследованиях процесса высева мелкосеменных культур важно обеспечить наиболее достоверный результат путем исследования всех, наиболее влияющих на работу факторов [8, 86]. На базе Пензенской ГСХА, после проведения лабораторных опытов, значение факторов оценивалось с помощью системы уравнений. По существующим методикам Н. П. Ларюшина, В. Н. Кувайцева и И. В. Бычкова получена адекватная модель значения факторов, существенно влияющих на эффективность работы элементов высевающей системы. Однако авторы не в полной мере уделили одному из основных режимов – линейной скорости, оказывающего существенное влияние на получение требуемого показателя равномерности распределения семян.
Чикильдиным В. Н. и Зубрилиной Е. М. установлены основные недостатки пневматических сеялок типа СУПН [149]. С целью устранения выявленных недостатков функционирования сеялок представлены математические модели процесса перемещения семенного материала на стадии «семепровод». Теоретические показали, что на выходе материала из семепровода, основными факторами, влияющими на характер распределения семян, являются коэффициенты трения о семепровод и парусность семян, угловая скорость высевающего диска, длинна семепровода, скорость воздушного потока. Основным откликом в работе принята скорость семени на выходе из ускорителя. Стоит отметить, что дополнительное проведение исследований на характер прохождения семени непосредственно от высевающего аппарата до ускорителя, позволит объективнее моделировать процесс перемещения семян и выявить дальнейшие направления повышения равномерности высева.
Программа и методика проведения полевого опыта
Все ячейки выполнены в форме воронки. Семена мелкосеменных культур отличаются друг от друга по форме (круглые, продолговатые) и по размеру, поэтому для посева каждой мелкосеменной культуры используют свой высевающий диск. Основание бункера выполнено с одинаковыми цилиндрической формы отверстиями диаметром, большим размера ячейки высевающего диска, высевными окнами, которые размещены на таком же количестве концентрично расположенных окружностей с такими же радиусами, что и ячейки высевающего диска. Количество высевных окон равно количеству высеваемых рядков семян. Чтобы обеспечить одинаковое расстояние между рядками семян высеваемой культуры, на каждой концентрично расположенной окружности размещено одинаковое количество высевных окон, выстроенных в ряд на двух взаимно перпендикулярных диаметрах основания, при этом один из них составляет угол 45 с осью симметрии основания, следуя по часовой стрелке от нее.
Благодаря тому, что каждое высевное окно снабжено своим семяпроводом, установленным под основанием, удается качественно осуществить посев семян в рядки с одинаковым расстоянием между ними.
Каждый семяпровод выполнен в форме двух сопряженных между собой цилиндров, верхний из которых установлен перпендикулярно основанию, а нижний - под острым углом к нему с увеличивающимся в направлении от высевного окна диаметром с возможностью подвода в каждый нижний цилиндр семяпровода сжатого воздуха из системы его подвода. Струю сжатого воздуха направляют вдоль образующей нижнего цилиндра, чтобы направить семена строго в рядок и обеспечить качественный посев семян. Бункер выполнен в форме цилиндра, сопряженного с основанием усеченного конуса, образующая которого составляет с его (усеченного конуса) основанием угол не меньше 34. Между основанием и высевным диском в бункере установлена заслонка, повторяющая форму основания с высевными окнами и закрывающая их в нерабочем состоянии высевающего аппарата, это необходимо при транспортировании сеялки до посевного поля.
Пневматический высевающий аппарат для посева мелкосеменных культур работает следующим образом. Семенной бункер заправляют семенами мелкосеменной культуры, например льна-долгунца, согласно которой предварительно устанавливают высевающий диск в бункере, после чего заслонкой открывают высевные окна в основании бункера. При вращении высевающего диска происходит транспортировка семян к зоне разгрузки. В момент совпадения оси ячейки с осью высевного окна в основании семена под действием силы тяжести перемещаются в семяпровод, и, пройдя верхний цилиндр, подхватываются потоком сжатого воздуха в нижнем цилиндре, и выбрасываются в почву равномерно расположенными рядками с одинаковым расстоянием между семенами в рядке. Благодаря увеличивающемуся диаметру семяпровода в нижней его части, скорость воздуха на выходе из него снижается, что предохраняет от вырывания частиц почвы, а вместе с тем и уже зафиксированных в почве семян, обеспечивая качественный посев семян мелкосеменных культур.
Конструкция семепровода позволят эффективно и качественно выполнить процесс транспортировки семени к семенному ложе. Для снижения скорости воздуха на выходе семяпровода он выполнен с увеличивающимся диаметром в нижней своей части, что предохраняет от вырывания транспортируемых частиц.
Выполнение бункера в форме цилиндра, сопряженного с основанием усеченного конуса, образующая которого составляет с основанием усеченного конуса угол не меньше 34, направлено на совершенствование процесса подачи семян к высевающему диску. Исходя из условия, что угол естественного откоса семян мелкосеменных культур о сталь равен 32…34, угол не меньше 34 будет предотвращать залипание семенного материала на поверхности стенок бункера.
Предложенная конструкция пневматического высевающего аппарата для посева мелкосеменных культур проста и надежна в работе, обеспечивает высокую его производительность, благодаря одновременному посеву семян несколькими рядками, эксплуатационную надежность и качественный посев, в результате чего снижается погектарный расход высеваемых семян и повышается урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур, что приводит к снижению себестоимости возделываемой культуры.
При этом контролируемые значения параметров высевающего аппарата для качественного выполнения технологического процесса следующие: - радиальный зазор между выступом высевающего аппарата и корпусом должен быть не менее 0,3 мм; - торцевой зазор между рабочей дорожкой распределителя и корпуса должен быть 0,1…0,2 мм. Выполнение представленных условий при проектировании высевающего аппарата обеспечит равномерное распределение семян по полю и выполнение заданной нормы высева культуры. Габаритные размеры бункера обосновываются металлоемкостью Рисунок 2.13 – Геометрические параметры бункера конструкции сеялки. Поскольку сеялка должна быть агрегатирована трактором тягового класса 1,4, количество высевающих аппаратов на опытном образце примем – 3 штуки, то оптимальные габаритные размеры следующие: ширина бункера – 415 мм, высота – 531 мм. Окончательные параметры высевающего аппарата с бункером, принятые для проведения полевого опыта, представлены на рисунке 2.13. На рисунке 2.14, с применением программы твердотельного моделирования Компас – 3 D, с учётом блочно – модульного принципа проектирования, приведен разрез высевающего диска для посева семян мелкосеменных культур. На рисунке 2.15 приведен общий вид высевающего аппарата с бункером и семепроводами.
Результаты проведения полевого опыта
Табличное значение критерия Фишера при 5% уровне значимости составляет 1,8. Поскольку при проверке линейной части уравнения условие (3.9) не соблюдено, проверяем полное уравнение регрессии = —= 1,625. 0,417 Поскольку сохраняется неравенство 1,625 1,8, принимается, что модель адекватна. С помощью критерия Стьюдента оцениваем значимость каждого коэффициента из уравнения регрессии (3.13). Расчеты позволяют в конечном результате пренебречь коэффициентами 1 = 0,226; 2 = -0,116; 12 = 0,095; 13 = 0,14; 23 = 0,062. Окончательное уравнение регрессии примет вид у = 11,68 + 0,88 3 + 7,79 12 + 7,88х22 + 7,59 2. (4.3) На основании составленных регрессионных уравнений (4.3), проверенных по критериям Кохрена и Стьюдента, построены трёхмерные графические зависимости измеренных значений откликов от установленных параметров и режимов работы ДПВА. Построение трёхмерных графиков производилось с применением ПК «Mathcad Prime 3.0» при фиксированном оптимальном значении одного из исследуемых факторов, при этом предварительно раскодируем полученные значения факторов (3.1). На рисунке 4.1 приведен график зависимости равномерности высева от скорости движения ленты и частоты вращения высевающего диска. Рисунок 4.1 – График зависимости равномерности высева от скорости движения ленты и частоты вращения высевающего диска Уравнение регрессии в раскодированном виде при фиксированном значении диаметров ячеек (8 мм) примет вид:
На рисунке 4.2 приведен график зависимости равномерности высева от скорости движения ленты и диаметра ячеек высевающего диска. Рисунок 4.2 – График зависимости равномерности высева от скорости движения ленты и диаметра ячеек высевающего диска
Уравнение регрессии в раскодированном виде при фиксированном значении частоты вращения высевающего диска (60 об/мин) примет вид: f(X1,X3) = 11,68 + 0,88(X 30-,22,5) + 7,79(X 12- 8) + 7,88 (6 02-06 0) + 7,59 (X 30-,22,5) . На рисунке 4.3 приведен график зависимости равномерности высева от частоты вращения высевающего диска и диаметра ячеек высевающего диска. Рисунок 4.3 - График зависимости равномерности высева от частоты вращения высевающего диска и диаметра ячеек высевающего диска Уравнение регрессии в раскодированном виде при фиксированном значении линейной скорости транспортерной ленты (2,5м/с) примет вид
В результате анализа полученной поверхности отклика от исследуемых параметров определена оптимальная область значений исследуемых факторов. Оптимальное значение равномерности, составляющее 1,1…1,5 см наблюдается при следующих значениях исследуемых факторов - частота вращения высевающего диска п = 60-65 об/мин; диаметр ячеек высевающего диска dяч=l-S мм и при скорости движения ленты 2,5 м/с. Определим процент дробления семян с помощью формулы 3.14. Расчеты ведем при оптимальных режимах работы высевающего аппарата.
Зависимость коэффициента дробления от частоты вращения высевающего диска Для измерения расстояния между семенами использовались штангенциркуль марки ШЦ-1-125 0.02 ТМ, точностью измерения до 0,01 мм. Частота вращения измерялась тахометром часового типа марки ТЧ10-Р. Проведенные лабораторные испытания показали соответствие ГОСТ по высеву семян мелкосеменных культур [46]. Отклонение от средней линии семян при высеве исследуемым высевающим аппаратом не превышает 1,5 см.
Следующим этапом исследования является определение влияния параметров и режимов работы предложенной конструкции ДПВА с установлением оптимальных значений на полевую всхожесть мелкосеменных культур в лабораторно – полевых условиях.
Статистическая обработка данных, как и в случае проведения лабораторных испытаний, производится с использованием стандартной программы для ПК -«Excel».
Общее количество экспериментов в соответствии с изложенной методикой составляет 9, а с учётом трёхкратной повторности – 27 опытов. Кодировка факторов эксперимента типа ПФЭ 32 представлена в таблице 3.4. Результаты проведения лабораторного опыта и расчетные значения для дальнейшего анализа приведены в таблице 4.2.
В результате анализа полученной поверхности отклика от исследуемых параметров определена оптимальная область значений исследуемых факторов. Оптимальное значение равномерности, составляющее 1,1…1,5 мм наблюдается при следующих значениях исследуемых факторов - скорости движения трактора 9-10км/ч, давление в пневмосистеме - 13 Па. Для измерения расстояния между семенами использовались штангенциркуль марки ШЦ-1-125 0.02 ТМ, точностью измерения до 0,01 мм. Скорость движения трактора снималась с показателей спидометра трактора.
Проведенные полевые испытания показали соответствие ГОСТ по высеву семян мелкосеменных культур [46]. Отклонение от средней линии семян при высеве исследуемым высевающим аппаратом не превышает 1,5 см.
Результаты производственных испытаний блочно-модульного адаптера для возделывания мелкосеменных культур
В результате проведения производственных испытаний получены акты выполненных работ на базе сельскохозяйственных предприятий области, а именно колхоз «Искра» Старицкого района и СПК «Селихово» Торжокского района. Акты выполненных работ приложены в приложениях 7, 8.
В колхозе «Искра» базовой технологией был посев льна-долгунца сеялкой СЗЛ-3,6. При использовании базовой технологии, норма внесения семян льна-долгунца составила 120 кг/га. Выход продукции: солома – 24 ц/га, семена льна – 2,8 ц/га. Урожайность льна-долгунца на предприятии при использовании модернизированного агрегата составила: солома – 27,3 ц/га, семена льна-долгунца – 3,35 ц/га. Таким образом, урожайность при использовании предлагаемой технологии повысилась на 14%.
В СПК «Селихово» при базовой технологии посев проводился сеялкой СЗТ-3,6. При использовании базовой технологии, норма внесения семян льна-долгунца составила 100 кг/га. Выход продукции: солома – 22 ц/га, семена льна – 2,62 ц/га. Урожайность льна-долгунца при использовании модернизированного агрегата достигла следующих значений: солома – 29,3 ц/га, семена – 3,44 ц/га. Повышение урожайности достигло 33%. В разделе «Технико-экономическая оценка проекта» приведены экономические показатели эффективности предлагаемой технологии, а также срок окупаемости исследуемой техники.