Введение к работе
Актуальность темы. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008…2012 годы предусматривает динамичное и эффективное развитие сельского хозяйства РФ на основе решения накопленных в отрасли производственных, финансовых и социальных проблем, в том числе повышения продовольственной безопасности страны. Предполагается довести к 2012 году реализацию зерна хозяйствами всех категорий до 86 млн. тонн в год. Эта задача выполнима при благоприятных погодно-климатических условиях, соблюдении всех агротехнических требований и применении современной высокоэффективной техники и технологий. В связи с этим предъявляются повышенные требования к качеству всех технологических операций, используемых при возделывании зерновых культур. Одной из важнейших таких операций является посев.
В настоящее время для посева зерновых культур широко применяются пневматические сеялки, в которых транспортирование семенного материала из семенного ящика к сошникам осуществляется с использованием пневмотранспортирующих устройств. Дозирование количества семенного материала чаще всего производится с помощью катушечного высевающего аппарата, приводимого от опорно-ходового колеса сеялки. В процессе эксплуатации пневматических сеялок наблюдаются недостатки, негативно влияющие на качество высева семян зерновых культур. Во-первых, привод вентилятора пневмосеялок осуществляется от ВОМ трактора через систему механических передач. Поскольку частота вращения коленчатого вала двигателя и связанного с ним ВОМ изменяются в зависимости от нагрузки в достаточно широких пределах, такие же изменения претерпевает и частота вращения вала вентилятора. В результате изменяются параметры воздушного потока, с помощью которого производится подача семенного материала к сошникам сеялки, и количество подаваемых семян. Во-вторых, привод катушки высевающего аппарата так же не отличается совершенством, при этом опорно-ходовое колесо сеялки может пробуксовывать или заклинивать в результате попадания в подшипники почвенного абразива, растительных и пожнивных остатков.
Поэтому совершенствование привода вентилятора и высевающего аппарата, как средства повышения качества высева семян зерновых культур пневмосеялкой, является актуальной научной и практически значимой задачей для АПК России.
В связи с этим исследования, направленные на совершенствование процесса работы пневмосеялок путем использования электропривода высевающего аппарата и вентилятора, имеют важное научное и хозяйственное значение.
Работа выполнена по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» на 2006 – 2010 г.г. «Разработка средств механизации и технического обслуживания энерго – и ресурсосберегающих технологий в различных процессах производства и переработки продукции сельского хозяйства» (регистрационный номер 01.200.600147).
Цель исследования. Повышение качества высева семян зерновых культур пневмосеялкой с разработкой и обоснованием параметров электропривода высевающего аппарата и вентилятора.
Объект исследования. Процесс работы привода вентилятора и катушки высевающего аппарата пневматических сеялок.
Предмет исследования. Параметры электропривода высевающего аппарата и вентилятора пневматической сеялки, закономерности изменения качества высева семян зерновых культур от режимных и технологических параметров электропривода.
Методика исследований. Теоретические исследования выполнялись с использованием основных теорий транспортирования зерна воздушным потоком. экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях выполнены с использованием стандартных и частных методик с применением метода планирования многофакторного эксперимента.
Теоретические исследования приводов вентилятора и высевающего аппарата пневматической сеялки, а также условий транспортирования семенного материала, выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики.
Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных и производственных условиях в соответствии с общепринятыми и частными методиками, а также с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием стандартных программ «Statistica 6.0», «Microsoft Office Excel 2003» и другие.
Достоверность результатов работы подтверждена сходимостью теоретических и экспериментальных исследований, использованием современных методов и технических средств контроля и измерения, а также данными сравнительных исследований, проведенных в производственных условиях.
Научная новизна. Режимные и технологические параметры электропривода вентилятора и высевающего аппарата пневматической сеялки. Аналитические зависимости, определяющие характер изменения подачи семенного материала при изменении технологических режимов работы пневматической сеялки. Уравнения регрессии по определению количества растений в рядках.
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на полезные модели № 82961, № 85064 и №94799.
Практическая ценность работы. На основе проведенных исследований выполнено обоснование режимных и технологических параметров синхронного генератора и электродвигателей для привода вентилятора и высевающего аппарата, разработана конструкция и изготовлен электропривод вентилятора и высевающего аппарата применительно к пневматической сеялке ССНП-16. Применение данной разработки в производственных условиях позволило уменьшить неравномерность распределения растений в рядке, увеличить их количество и соответственно повысить урожайность яровой пшеницы сорта «Землячка» до 13,5 % и ярового ячменя сорта «Раушан» до 10 %.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований положены в основу создания опытного образца электропривода вентилятора и высевающего аппарата пневматической сеялки. Предложенный электропривод использован на сеялке при посеве зерновых культур на Опытном поле в ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия», в ООО Агрофирма «Приволжье» Старо-Майнского района Ульяновской области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» (2007…2010 г.г.), ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2008 г.), ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева» (2009 г.). Разработанный электропривод вентилятора и высевающего аппарата пневматической сеялки демонстрировался на Региональной выставке «Лучший инновационный проект в сфере АПК», на выставке и конкурсе « Молодежный инновационный форум - 2010», на которых отмечен дипломами и грамотами.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе 1 статья в издании, указанном в «Перечне…ВАК», получены 3 патента РФ на полезную модель. Общий объем опубликованных работ составляет 2,5 п. л., из них автору принадлежит 1,1 п. л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 141 наименования и приложения на 33 с. Работа изложена на 176 с., содержит 11 табл. и 48 рис.
