Введение к работе
' '\
~~ Актуальность проблемы. Достижение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в настоящее время возможно только при обязательном проведении комплекса мероприятий по их защите от многочисленных болезней, вредителей и сорняков. Одно из главных мест в этом комплексе занимает протравливание, которое предустатрявает обработку высеваемых семян защитно-стимулирующими препаратами и обеспечивает повышение урожайности всех основных сельскохозяйственных культур, в том числе зерновых на 15-20$, сахарной свеклы на 5-10/» и кукурузы на 7-12$. Проведение протравливания в нашей стране обязательно для всего семенного фонда.
Однако, как показывают результаты исследований многих отечественных и зарубежных авторов, существуют еще большие резервы для дальнейшего повышения эффективности процессов протравливания, в том числе за счет совершенствования существующих и разработки новых технологий, способов и средств механизации этих процессов.
В связи с этим разработка высокоэффективных средств механизации процессов протравливания семян зерновых, зернобобовых, технических культур и клубней картофеля, реализующих прогрессивные технологии и способы обработки семенного материала, является актуальной и важной научно-технической проблемой, имеющей большое народнохозяйственное значение. Создание таких средств механизации в 80-е годы было предусмотрено рядом постановлений правительства и программами ГЖГ СССР.
Цель работы. Создание научных основ теории, расчета и проектирования средств механизации процессов протравливания, разработка и внедрение в производство нового поколения высокопроизводительных и высокоэффективных протравливателей семян зерновых, зернобобовых, технических культур и клубней картофеля, отвечающих современным требованиям и соответствующим лучшим мировым аналогам.
Объекты исследований. Основными объектами исследований являлись: принципиальные схемы, конструктивно-кинематические параметры и режимы работы высокопроизводительных
рабочих органов; процессы обработки в них семенного материала диспергированными рабочими жидкостями в виде растворов и суспензий защитно-стимулирующих и пленкообразующих полимерных веществ; конструкции протравливателей семян зерновых, зернобобовых, технических культур и клубней картофеля.
Методы исследований. Теоретические исследования базируются на методах классической механики, математического и физического моделирования, теории вероятностей, приближенных вк. лслений дифференциальных и интегральных уравнений, Симпсона, Химмельблау, Рунге-Кутта ц рядов Тэйлора.
Экспериментальные исследования проводились на известных и специально разработанных стендах и оборудовании, экспериментальных установках, макетных и опытных образцах протравливателей семенного материала. При этом использовались методы математической статистики, многофакторного планирования эксперимента, скоростной фотосъемки, теории подобий и размерностей и др.
Оценка качества протравливания семенного материала осуществлялась по общепринятым и оригинальным методикам.
Научная новизна работы. Разработаны теоретические основы процессов обработки семян в камерных рабочих органах с использованием методов теории вероятностей; построены математические модели камерных рабочих органов, устанавливающие связь между их основными конструктивно-кинематическими параметрами, физико-механическими свойствами семян и рабочей жидкости и заданными значениями производительности и качества протравливания; установлены основные закономерности формирования и движения потоков семян и диспергированной рабочей жидкости в зависимости от конструктивно--кинематических параметров распределительного диска семян и вращающегося распылителя; предложены новые критерии оценки эффективности процессов протравливания; получены аналитические выражения, позволяющие определять движение и распределение капель рабочей жидкости по ширине захвата распиливающих устройств с вертикальной плоскостью вращения распыливапцих элементов и их осаждение на поверхность клубней картофеля; установлена форма криволинейной поверхности, обеспечивающей передвижение частиц с посто-2
янной.скоростью с учетом сопротивления окружающей среда; разработаны метод и методики расчета оптимальных конструк-тивно-киноматических параметров рабочих органов протравливателей производительностью от 10 до 50 т/ч; предложены аналитический и экспериментально-графический способи построения конфигураций сменных экранов распиливающих устройств по заданной конфигурации эпюры отложения рабочей жидкости.
Практическая ценность работы заключается в создании научных основ и программ для расчета на ЭЕМ, позволяющих проектировать высокоэффективные рабочие органы с заданными значениями производительности и качества протравлива-пия семян зерновых, зернобобовых, технических культур и клубней картофеля; разработке нового поколения протравливателей, обеспечивающих повышение производительности в 1,5-4 раза и качества протравливания семян в 2 раза; снижение удольной материалоемкости и энергоемкости в 1,5 раза и затрат труда в 1,5 раза, улучшение санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала и соответствующих по своему техническому уровню лучшим мировым аналогам.
Результаты внедрения и экономический эффект. Результаты диссертационной работы реализованы в ГСКТБ сельхоз-химмаш и НПО БИСХОМ в следующих разработках:
- передвижных протравливателях ПСШ-5, ПС-І0А и ПСК-20
и стационарном комплексе оборудования для протравливания
и инкрустирования семян КПС-10, поставленных на производство в 1982-1990 гг. Общий объем их производства на І.0І.9І г. составил более 45 тыс.шт., а суммарный экономический эффект от производства и использования фактически выпущенного парка - 48,6 млн.руб.;
- передвижном протравливателе ПС-30 и стационарных
комплексах оборудования для протравливания и инкрустиро
вания семян КПС-20 и КПС-40, рекомендованных в производ
ство в 1988 г. Ожидаемый экономический эффект от производ
ства и использования планируемого среднегодового объема
их производства составляет 12 млн.руб.;
- двусторонних центробежных распылителях жидкости РЦЦ-2 и РЦД-2М, предназначенных для комплектации малообъемных вентиляторных опрыскивателей ОВХ-28, 0ВХ-28А, ОПВ--1200, 0ПВ-І200А, ОПВ-2000 и обеспечивапцих годовой экономический эффеют более 2 млн.руб.
В указанных конструкциях машин и распылителей внедрены технические решения, защищенные 7 авторскими свидетельствами с участием автора.
Апробация работы. Основные положения и вывода работы
обсуждены и одобрены на Ш-ей Всесоюзной конференции по аэрозолям (г.Ереван, 1977 г.), научной конференции МИИСП (г.Москва, 1977 г.), УП и УШ-ой научно-технических конференциях молодых ученых (НПО ВИСХОМ, 1977 и 1979 гг.), Всесоюзной школе молодых ученых и специалистов ВАСХНИЛ (г.Минск, 1981 г.), Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых (г.Краснодар, 1982 г.), конференции "Актуальные вопросы создания машин для защиты растений и внесения минеральных удобрений" (ВДНХ СССР, IS36 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы повышения технического уровня сельскохозяйственных машин" (г.Москва, 1987 г.), Всесоюзном семинаре "Система комплексных мероприятий по борьбе с вредителями, болезнями и сорняками в условиях интенсивного земледелия" (ВДНХ СССР, 1989 г.), НТО ГСКТБ сельхозхишаш (г.Львов, 1991 г.), секции НТС НПО ВИСХОМ (I988-I99I гг.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 60 печатных работ, в том числе 5 брошюр, 24 авторских свидетельства, I отечественный и 3 зарубежных патента.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации соста- "' ляет 343 стр., в том числе 310 стр. основного текста, включающего 66 рис., II табл., список использованной литературы (406 наименований источников, из которых 37 на иностранных языках) и 33 стр. приложений.
