WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Повышение эффективности выращивания зерновых с разработкой и обоснованием оптимальных параметров сеялки прямого посева

МАЧКАРИН АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

«ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ

ЗЕРНОВЫХ С РАЗРАБОТКОЙ И ОБОСНОВАНИЕМ

ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СЕЯЛКИ ПРЯМОГО ПОСЕВА»

05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства

технические науки

ДМ 220.041.03

Мичуринский государственный аграрный университет

393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101

тел. 5-31-37

Дата защиты диссертации – 10 декабря 2009 года

На правах рукописи

МАЧКАРИН АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ С РАЗРАБОТКОЙ И ОБОСНОВАНИЕМ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СЕЯЛКИ

ПРЯМОГО ПОСЕВА

Специальность 05.20.01 «Технологии и средства механизации

сельского хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Мичуринск Наукоград РФ 2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Белгородской государственной сельскохозяйственной академии на кафедре «Механизация сельского хозяйства».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

почетный работник высшего

профессионального образования РФ

Булавин Станислав Антонович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Горшенин Василий Иванович

кандидат технических наук

Ведищев Сергей Михайлович

Ведущая организация: ГНУ Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН

Защита состоится « 10 » декабря 2009 года в 11-00 на заседании диссертационного совета ДМ 220.041.03 в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, зал диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мичуринского государственного аграрного университета.

Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГОУ ВПО МичГАУ http://www.mgau.ru

Автореферат разослан «___» __________ 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент Н.В. Михеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В настоящее время определились два направления обработки почвы – ресурсосберегающая и биотехнологическая обработки. Последняя базируется на широком внедрении сидеральных культур – таких, как горчица, многолетние травы, эспарцет и др., которые измельчаются и заделываются, а также на внесении раствора микроорганизмов в почву и вермикультивировании. Все эти направления биологизации почвы предусматривают широкое использование сеялок для прямого посева с дисковыми рабочими органами, позволяющих вести предпосевную обработку почвы и посев.

Анализ проведенных исследований и наблюдений за работой сеялок показывает, что они отвечают определенным направлениям в биологизации земледелия. Что касается совмещения операций, то они не совсем удовлетворяют поставленным технологическим требованиям. Поэтому разработка сеялки для прямого посева с дисковыми рабочими органами, а также вибрационного высевающего аппарата и обоснование их оптимальных параметров является важной народно-хозяйственной задачей.

Цель работы. Повышение эффективности выращивания зерновых за счет оптимизации конструктивно-технологических параметров сеялки для прямого посева.

Объект исследования. Процесс посева семян зерновых без предварительной обработки почвы сеялкой для прямого посева.

Предмет исследования. Закономерности равномерного распределения семян в почву и заделка семян без предварительной обработки почвы

Методика исследования предусматривает теоретический анализ рабочих гипотез и экспериментальное их подтверждение в лабораторно-производственных условиях. Аналитические исследования проводились методами прикладной механики и математического анализа. Экспериментальные исследования выполнялись с применением теории вероятностей, математической статистики. Обработку результатов экспериментальных исследований осуществляли методом дисперсионного анализа.

Научную новизну составляют:

  • обоснование конструктивно-технологической схемы вибрационного высевающего аппарата обеспечивающего равномерное распределение семян в почве;
  • теоретическая модель взаимодействия семян с вибрационным высевающим аппаратом;
  • определение конструктивно-режимных параметров вибрационного высевающего аппарата.

Реализация результатов исследований. На заводе «Белагромаш-сервис» была изготовлена сеялка для прямого посева с вибрационным высевающим аппаратом. Полученные результаты исследований позволили принять решение правительству Белгородской области об использовании этих сеялок на территории Белгородской области.

Апробация. Результаты докладывались на следующих конференциях: международных научно-производственных конференциях «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения», в Белгородской государственной сельскохозяйственной академии с 2004 по 2007 г.г., международной научно-практической конференции «Технический прогресс в растениеводстве», в Харьковском государственном техническом университете сельского хозяйства в 2005 г., научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской работы за 2006 г., научно-практической конференции работников агропромышленного комплекса Белгородской области в 2008 г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК, 3 в международном сборнике тезисов, одна в межвузовском сборнике научных трудов, 6 статьи в бюллетене научных трудов Белгородской ГСХА, двух патентов РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений.

Общий объем диссертации составляет 136 страниц, включая 39 рисунков и 17 таблиц. Список литературы состоит из 116 наименований, из них 5 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненной работы и изложены основные научные положения, выносимые на защиту.

На защиту выносятся конструкция, параметры и режимы работы сеялки для прямого посева с вибрационным высевающим аппаратом, а также следующие научные положения:

  • закономерности равномерного распределения семян в почве;
  • закономерности заделки семян без предварительной обработки почвы;
  • теоретические основы работы вибрационного высевающего аппарата.

В первой главе приводится анализ технологии биологизации земледелия, в результате которого выявлено, что уже в течение многих лет разрабатываются методики выращивания сельскохозяйственных культур, в которых органически сочетаются посев, повышение продуктивности пашни, охрана окружающей среды и ресурсосбережение. Основой таких технологий являются:

  • научно обоснованный севооборот, максимально адаптированный к почвенно-климатическим условиям;
  • широкое использование в качестве органического удобрения сидеральных культур;
  • использование экологически безопасных биологических препаратов и вермикультивирование.

Исследования показали, что сидеральные пары не только повышают плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, но и надежно защищают почву от эрозии, улучшают экологическую обстановку и позволяют получать биологически чистую продукцию.

Анализ литературных источников показывает, что измельчение сидеральных культур и посев наиболее перспективно осуществлять дисковыми сеялками для прямого посева.

Наиболее перспективными являются дисковые сеялки для прямого посева с вибрационными высевающими аппаратами. Они позволяют вести основную обработку почвы и равномерный высев семян. Важной составной частью конструкции таких сеялок являются высевающие аппараты. Они должны обеспечивать равномерный посев по всей площади поля.

Большой вклад в разработку и развитие конструкций высевающих аппаратов, а также исследования их работы внесли такие видные научные деятели как: Н. В. Антонов, Ф.Г. Гусинцев, Д. Б. Дунаевский, Н. Е Желиговский, А.И. Завражнов, Б.А. Криль, В.А. Кудрявцев, В.П. Поляченко, А.А. Рассадин, М. Г. Руденко, Н.В. Сегеда, А.Н. Семенов, П.А. Хегай. Учеными были выявлены зависимости от высоты насыпки семян в бункере, уклона местности и толчков, равномерность распределения семян вдоль рядка, а также оптимизированы параметры высевающих аппаратов. Однако широко не был рассмотрен вопрос применения вибрации.

Одним из перспективных направлений развития высевающих аппаратов является использование вибрации. Сыпучие и даже несыпучие семена под действием вибрации ведут себя как вязкие жидкости. Это основное свойство материала в импульсном поле сил, которое с успехом может быть использовано для высева различных сельскохозяйственных культур.

На основании проведенного анализа были сформулированы задачи исследования:

- обосновать конструкцию сеялки для прямого посева, ее высевающий аппарат и сошник;

- дать теоретический анализ рабочего процесса исследуемого вибрационного высевающего аппарата и получить аналитические выражения для расчета его параметров;

- исследовать рабочий процесс сеялки методом математического планирования эксперимента и на основе этого обосновать оптимальные параметры высевающего аппарата и режима работы;

- провести испытания сеялки в производственных условиях и дать оценку пригодности ее применения при прямом посеве;

- определить экономическую эффективность работы сеялки для прямого посева с предложенным высевающим аппаратом.

Во второй главе предложена конструкция вибрационного высевающего аппарата (патент РФ №2300183) и представлена теория процесса высева семян.

Вибрационный высевающий аппарат, включающий бункер 1, лоток 2 прямоугольного сечения, кулачковый механизм 3 (рисунок 1). На лотке закреплена выравнивающая щетка 4. Ширина лотка равна ширине выравнивающей щетки. Размеры выпускного отверстия регулируют заслонкой 6, которая связана через рычаг 7 со щитком 8. Угол наклона лотка к горизонту выбирают меньше, чем угол трения семян об их поверхность, чтобы не было самопроизвольного высыпания. Под действием кулачкового механизма лоток совершает колебательное движение и воздействует на семена так, что они все время находятся в микрополетах. Так же с помощью кулачкового механизма приводят в движение выравнивающую щетку. Вращение кулачкового механизма и выравнивающей щетки производят в одном направлении.

1 – бункер; 2 – лоток; 3 – кулачковый механизм; 4 – щетка; 5 – паз; 6 – заслонка; 7 – рычаг; 8 – щиток; 9 – вентилятор Рисунок 1 - Схема вибрационного высевающего аппарата ?

Вибрационный высевающий аппарат работает следующим образом: в бункер 1 подают семена, далее их направляют на лоток 2. Под действием кулачкового механизма 3 лоток 2 совершает колебательное движение высокой частоты и воздействует на семена так, что они находятся в «псевдоожиженном» состоянии. Вращение кулачкового механизма 3 и выравнивающей щетки 4 осуществляют в одном направлении. Выравнивающая щетка 4, вращаясь в противоположную сторону движения семян, обеспечивает равномерный слой семян на лотке 2. Норму высева семян регулируют перемещением выравнивающей щетки 4 относительно лотка 2. С увеличением нормы высева щетку 4 поднимают вверх, а с уменьшением нормы высева щетку 4 опускают вниз по пазу 5.Угол наклона лотка 2 к горизонту выбирают меньше, чем угол трения семян об их поверхность, чтобы не было самопроизвольного высыпания. Размеры

выпускного отверстия регулируют заслонкой 6, которая связана через рычаг

7 со щитком 8.Транспортировка семян по семяпроводу осуществляется под действием воздуха создаваемого вентилятором 9.

При разработке конструкции вибрационного высевающего аппарата принял участие к.т.н., доцент Рыжков А.В. ?

Применение на сеялке для прямого посева вибрационного высевающего аппарата позволит повысить равномерность распределения семян в почве. На наш взгляд, все это позволяет улучшить технико-экономическую эффективность процесса посева семян и снизить затраты на обработку почвы, за счет использования дисковых рабочих органов.

Рассмотрим условие равновесия и движения зерна по желобу, расположенному под углом , при направлении колебаний под углом к плоскости желоба (рисунок 2).

 Схема к расчету колеблющегося желоба Условие-5  Схема к расчету колеблющегося желоба Условие безотрывного-6
Рисунок 2 – Схема к расчету колеблющегося желоба

Условие безотрывного движения семян обеспечивается при . Так как (здесь - фазовый угол колебания; при ;- амплитуда колебаний; - угловая скорость щетки) и , то имеем .

Условие, обеспечивающее движение частицы вперед при обратном ходе желоба, найдем из уравнения суммы проекций сил на ось х:

(1)

Несмотря на то, что вибрационные желоба и питатели в основном предназначены для горизонтального перемещения семян, на практике иногда необходимо установить желоб с наклоном. К этому прибегают также при регулировке производительности. Наиболее приемлемые значения углов наклона желоба лежат в пределах ±10°. Увеличение угла более 10° при транспортировании на подъем приводит к резкому снижению производительности, а при транспортировании под уклон к самотеку.

Скорость транспортирования семян определяют по формуле В. А. Баумана:

(2)

где и - коэффициенты, зависящие от физико-механических свойств семян.

Рисунок 3 - Схема сил воздействующих на элемент лотка с зерном

Для выбора параметров кинематического режима такого дозатора необходимо изучить процесс вибрации и его влияния на норму выдачи.

Нами установлено, что зерно, высыпаясь из желоба, через отверстие AB (рисунок 3) образуют движущийся поток DABC, причем с ростом колебаний желоба угол увеличивается. Плоскости AD и BC представляют собой стенки усеченной пирамиды с несколько скругленными углами. Высыпание зерна из колеблющегося желоба можно рассматривать как гидравлическое истечение из бункера ABCD.

Вес зерна, высыпающийся в единицу времени, то есть весовой расход можно определить из дифференциального уравнения движения элементарного объема, выделенного двумя плоскостями, перпендикулярными оси потока DABC. Этот объем высотой dx сжимают силы P и Q. При движении на него воздействуют силы: dP (разность сил P и Q), тяжести dG, сопротивление движению dF и инерции dJ; учитывающие ускорение вибрации.

Дифференциальное уравнение движения элементарного объема относительно направляющей части имеет вид:

, (3)

где А - амплитуда колебаний, м,

- плотность зерна, кг/м3,

- угловая частота колебаний, 2 с,

t- время, с, q - объемный расход зерна, кг с,

l-ширина высевного отверстия, м,

- угол направления вектора ускорения вибрации (угол вибрации), град;

k- коэффициент сопротивления движению, зависящий от физико-механических свойств зерна и режима вибрации.

Теоретическим путем получены уравнения характеризующее условие сброса семян щеткой (3), и значения минимальной величины угловой скорости (4), при которой семя свободно сходит с прутка (рисунок 4).

Рисунок 4 - Схема сил к обоснованию параметров щеточного

разравнивателя семян

m2Rcos2 fm(2Vотн+g-2Rsin2) (4),

где - угловая скорость щетки, рад/с;

R - радиус щетки по концам прутков, м;

f - коэффициент трения семян о материал прутков;

2 - угол отклонения прутков от радиуса щетки, град;

Vотн – относительная скорость перемещения семян по прутку, м/с.

Приняв относительную скорость равномерной запишем:

, (5),

где lп – длина прутков, м.

Из выражения (4), приняв во внимание уравнение (5), получим формулу для определения минимальной величины угловой скорости, при которой семя свободно сходит с прутка:

, (6).

На качественные показатели работы разравнивающей щетки существенное влияние указывает угол х наклона прутков с пальцами относительно оси щетки.

Вследствие наклона прутков происходит перемещение семян в направлении, поперечном движении желоба.

В целях определения наивыгоднейшего угла х рассмотрим схему движения семян в продольном и поперечном направлении при условии, что загрузка желоба ведется в среднюю часть желоба высевающего аппарата.

Как видно из схемы (рисунок 4), более равномерное распределение будет в том случае, когда семена, перемещаются щеткой в незаполненные места желоба.

Определены параметры бороздки для укладки семян общая ширина бороздки (рисунки 5, 6), нарезаемой диском при малом угле атаки.

 Схема к определению ширины бороздки, нарезаемой сферическим-30
Рисунок 5 - Схема к определению ширины бороздки, нарезаемой сферическим диском при малом угле атаки Рисунок 6 – Схема к определению площади поперечного сечения бороздки, нарезаемой сферическим диском при малом угле атаки

Получены формулы (7) и (8) позволяют определить ширину и площадь поперечного сечения бороздки с учетом её расширения выпуклой частью диска.

Ширина бороздки:

. (7)

Полная площадь бороздки:

(8)

Получено уравнение, определяющие отброс почвы в зависимости от скорости поступательного движения агрегата , угла установки дисков и глубины обработки :

, (9)

где - угол вектора скорости с горизонтом, град.

Движение почвенной частицы (рисунок 7) происходит в плоскости (плоскость диска). Выберем естественную систему координат с началом в точке и составим естественные уравнения движения почвенной частицы (9).

 Схема к определению отброса почвы дисковым рабочим органом -44

Рисунок 7 – Схема к определению отброса почвы

дисковым рабочим органом

Заменяя на и интегрируя еще раз, получаем приближенное уравнение траектории почвенной частицы:

(10)

Отброс почвы вдоль оси определяется при условии z=0. Подставив значение z в уравнение (8) и интегрируя численными методами, определяем отброс почвы в зависимости от скорости поступательного движения агрегата , угла установки дисков и глубины обработки .

В третьей главе представлена программа и методика исследований; экспериментальная установка для определения равномерности высева семян; даны способы определения функциональных показателей сеялки для прямого посева, методика определения неравномерности высева между высевающими аппаратами и неустойчивости общего высева семян. Приведена методика оптимизации основных параметров вибрационного высевающего аппарата.

Экспериментальная установка, изображенная на рисунке 8, состоит из корпуса 1, привода вибрационного высевающего аппарата 2, цепной передачи 3; бункера вибрационного высевающего аппарата 4; кулачкового механизма 5; выравнивающей щетки 6 для равномерного распределения семян; ленточного транспортера 7; привода ленточного транспортера 8.

Экспериментальная установка (рисунки 8, 9) работает следующим образом. Перед запуском опытной установки зерно озимой пшеницы загружают в бункер вибрационного высевающего аппарата 4. Далее включают установку. После включения от привода 2 вибрационный высевающий аппарат приводится в действие с помощью кулачкового механизма 5. Норму высева семян регулируют перемещением выравнивающей щетки 6. Работа вибрационного высевающего аппарата описана в разделе 2. Ленточный транспортер 7 приводится в движение от привода 8. Лента транспортера предварительно обрабатывается антифрикционной пластичной смазкой. Для того чтобы семена не рассыпались. Опыты производили в четырехкратной повторности.

1-корпус; 2- привод вибрационного высевающего аппарата; 3- цепная передача; 4- бункер вибрационного высевающего аппарата; 5- кулачковый механизм; 6- выравнивающая щетка;7- ленточный транспортер; 8- привод ленточного транспортера

Рисунок 8 - Схема опытной установки

Определение равномерности распределения семян производилось перед постановкой каждого опыта и по его окончании.

 Опытная установка В задачу экспериментальных исследований-53

Рисунок 9 - Опытная установка

В задачу экспериментальных исследований входили проверка теоретических положений, выявление ряда физических величин и значений коэффициентов, а также обоснование оптимальных параметров и режимов работы предложенного вибрационного высевающего аппарата. Критерием оптимизации нами выбран показатель - равномерность высева .

Выявлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на критерии оптимизации, представленные в таблице 1.

Таблица 1 - Факторы, влияющие на равномерность высева семян

вибрационным высевающим аппаратом

Обозначение Факторы Уровни фактора
-1 +1
X1 Частота колебаний, с-1 5 12
X2 Амплитуда колебаний, м. 0,02 0,04
X3 Угол наклона желоба к горизонту, 0 6 15
X4 Угловая скорость щетки, рад/с 2 6
X5 Скорость движения сеялки, км/ч 8 16
X6 Диаметр щетки, м 0,05 0,08
X7 Ширина желоба, м 0,04 0,06
X8 Зазор между щеткой и желобом, м 0,01 0,03

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований. Получены значения факторов, при которых достигается максимальная равномерность высева (таблица 2).

После сравнения абсолютных значений коэффициентов регрессии и абсолютной величины их доверительного интервала получили уравнение регрессии:

в=0,98+0,92x2+0,55x4+0,90x5+0,97x7+1,07x8+1,01x1x2+0,56x1x4+

+0,96x1x5+0,93x2x3+1,06x2x4+1,02x2x5+0,72x3x5+1,01x4x5+0,85x1x2x3+

+0,94x1x2x4+1,06x1x2x5+0,81x1x3x5+0,84x1x4x5+1,01x2x3x4+1,00x2x3x5+

+1,09x2x4x5+0,42x1x2x3x4+0,98x2x3x4x5+0,68x1x2x3x4x5 (11)

Таблица 2 – Значение факторов, при которых достигается

максимальная равномерность высева

Факторы Уровни варьирования фактора Значения факторов
X1 (частота колебаний, с-1) 5 < X1 < 12 5,73
X2 (амплитуда колебаний, м) 0,02 < X2 < 0,04 0,029
X3 (угол наклона желоба к горизонту, град) 6 < X3 < 15 6,90
X4 (угловая скорость щетки, рад/с) 2 < X4 < 6 2,19
X5 (скорость движения сеялки, км/ч) 8 < X5 < 16 9,26
X6 (диаметр щетки, м) 0,05 < X6 < 0,08 0,066
X7 (ширина желоба, м) 0,04 < X7 < 0,06 0,052
X8 (зазор между щеткой и желобом, м) 0,01 < X8 < 0,03 0,018

Визуализация влияния различных конструктивных параметров вибрационного высевающего аппарата, равномерность высева обеспечивается при помощи двух- и трехмерных сечений поверхности отклика в центре эксперимента. Для большей наглядности закономерностей изменения отклика и возможности прогнозирования их значений поверхности отклика экстраполированы за пределы области эксперимента (рисунки 10…13).

Рисунок 10 - Зависимость равномерности высева семян от частоты и амплитуды колебаний
 Зависимость равномерности высева семян от частоты колебаний-59
Рисунок 11 - Зависимость равномерности высева семян от частоты колебаний и угловой скорости щетки
 Зависимость равномерности высева семян от амплитуды -60
Рисунок 12 - Зависимость равномерности высева семян от амплитуды колебаний и угла наклона желоба к горизонту
 Зависимость равномерности высева семян от амплитуды -62
Рисунок 13 - Зависимость равномерности высева семян от амплитуды колебаний и скорости движения сеялки

Проведя анализ рисунков можно сделать вывод, что увеличение частоты колебаний желоба при уменьшении амплитуды колебаний желоба ведет к снижению равномерности высева. А при движении сеялки на повышенных скоростях и большей амплитуды колебаний будет наблюдаться уменьшение равномерности высева. При значениях диаметра диска 560 мм достигается максимальная равномерность высева.

В пятой главе представлены результаты производственных испытаний, экономическая эффективность применения сеялки для прямого посева с вибрационным высевающим аппаратом.

Производственная проверка результатов исследования осуществлялась в учебном хозяйстве ООО «БелАгроУчхоз» Белгородской области. На заводе «Белагромаш-сервис» была изготовлена сеялка для прямого посева с вибрационным высевающим аппаратом. Результаты исследований сеялки для прямого посева с вибрационным высевающим аппаратом свидетельствуют об её работоспособности и достаточно высокой надежности.

В результате производственной проверки сеялки для прямого посева с вибрационным высевающим аппаратом установлены оптимальные конструктивно-режимные параметры (таблица 3).

Таблица 3 – оптимальные значения конструктивно-режимных параметров вибрационного высевающего аппарата

Наименование фактора Обозначение фактора Величина
Частота колебаний, с-1 X1 5 - 7
Амплитуда колебаний, м X2 0,02 - 0,04
Угол наклона желоба к горизонту, град X3 6 – 8
Угловая скорость щетки, рад/с X4 1 – 3
Скорость движения сеялки, км/ч X5 8 – 10
Диаметр щетки, м X6 0,06 – 0,08
Ширина желоба, м X7 0,04 – 0,05
Зазор между щеткой и желобом, м X8 0,01 -0,03

Использование агрегата "New Holland" TG 285 + СДМ-62 с новым вибрационным высевающим аппаратом более эффективно по сравнению с предпосевной обработкой агрегатом Т-150К + С-11 + 3КПС-4Т-150К+ БД-3,5 и посевом агрегатом Т-150К + С-11 + 3СЗТ-3,6. Экономия эксплуатационных затрат составила 8%, капиталовложений - на 6,25%, приведенных затрат - на 2,5 %, а экономия затрат труда в расчете на 1 га – 8,8 % по сравнению с существующей технологией. Годовой экономический эффект составит 16921,39 руб. при сроке окупаемости 0,88 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

  1. В современном сельскохозяйственном производстве для выполнения технологии прямого посева нужны сеялки с комбинированными рабочими органами для измельчения сидеральных культур, обеспечивающие прокладку борозды и закрытия высеянных семян.
  2. Анализ различных конструкций высевающих аппаратов сеялок для прямого посева и наблюдений за их работой показывает, что наиболее перспективными являются, вибрационные высевающие аппараты, обеспечивающие равномерный высев, возможность высева семян с различными физико-механическими свойствами, низкую повреждаемость семян.
  3. Теоретическим путем выявлено влияние вибрации на истечение зерна в вибрационном высевающем аппарате, и получены аналитические выражения изменения объема семян за период колебания и режима вибрации
  4. Получены уравнения характеризующее условие сброса семян щеткой (3), и значения минимальной величины угловой скорости (4), при которой семя свободно сходит с прутка.
  5. Установлены следующие оптимальные значения конструктивно-режимных параметров вибрационного высевающего аппарата:частота колебаний – 6 с-1; амплитуда колебаний – 0,03 м; угол наклона желоба к горизонту – 7 град; угловая скорость щетки – 2 с-1; скорость движения сеялки – 9 км/ч; диаметр щетки – 0,07 м; ширина желоба – 0,05 м; зазор между щеткой и желобом – 0,02 м.
  6. Экспериментально установлены зависимости: глубины и ширины бороздки от угла атаки, степени подрезания растительных остатков от угла атаки. Степень подрезания растительных остатков была получена сферическими дисками 97% при угле атаки 150. Максимальная равномерность высева при работе сеялки с этими же дисками составила 98%.
  7. За время производственной проверки поломок не происходило. Испытанный образец сеялки для прямого посева СДМ-6х2 с вибрационным высевающим аппаратом полностью соответствует требованиям НД по показателям назначения, надежности и безопасности.
  8. При использовании сеялки для прямого посева СДМ-6х2 с предлагаемым вибрационным высевающим аппаратом мы получим экономию эксплуатационных затрат на 8%, капиталовложений - на 6,25%, приведенных затрат - на 2,5 %, а экономию затрат труда в расчете на 1 га – 8,8 % по сравнению с существующей технологией. Годовой экономический эффект составит 16921,39 руб. при сроке окупаемости 0,88 года.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

  1. Булавин С.А., Рыжков А.В., Мачкарин А.В. Сеялка для прямого посева. Сельский механизатор № 6, 2007 с. 16.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

  1. Булавин С.А., Мачкарин А.В. Классификация сеялок прямого посева. Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения // Бюллетень научных работ ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия», выпуск 8 - Белгород, 2004.- с.155
  2. Мачкарин А.В. Рабочие органы сеялок для прямого посева. Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения // Бюллетень научных работ ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия», выпуск 8 - Белгород, 2004.- с.165.
  3. Булавин С. А., Мачкарин А.В. Совершенствование технологии и средств механизации для посева озимой пшеницы. Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения // Бюллетень научных работ ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия», выпуск 9 - Белгород, 2005.- с.139.
  4. Булавин С. А., Мачкарин А.В. Техника для прямого высева. Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения // Бюллетень научных работ ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия», выпуск 10 - Белгород, 2006.- с.169.
  5. Булавин С. А., Рыжков А. В., Мачкарин А.В. Вибрационные высевающие аппараты. Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения // Бюллетень научных работ ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия», выпуск 5.- Белгород, 2006.- с. 131-133.
  6. Рязанов В.М., Колтунов Г.В., Любин В.Н., Рыжков А.В., Мачкарин А.В. Сеялка прямого посева зерновых Белгородский агромир журнал об эффективном сельском хозяйстве. ОГУ «Инновационно-консультационный центр АПК» департамент АПК. №1(34), 2007. с. 43-44.
  7. Рязанов В.М., Булавин С.А., Любин В.Н., Григоров Н.Н., Казаков К.В., Любин И.В., Рыжков А.В., Макаренко А.Н., Жаворонко Н.А., Куценко Е.В., Мачкарин А.В. Региональные сельскохозяйственные машины (результаты испытаний). Монография. Белгород: изд-во БелГСХА, 2007, 438 с., илл.

Патентные документы

  1. Пат. 2297130 Российская Федерация, МПК A01C7/16. Сошник Булавин С. А., Мачкарин А.В.(Россия). №2004107818/12; Заявлено 11.05.2005; Опубл.- 20.04.2007 Бюл. №11.
  2. Пат. 2300183 Российская Федерация, МПК A01C7/16. Вибрационный высевающий аппарат / Булавин С. А., Мачкарин А.В.(Россия).-№ 2005135525/12; Заявлено 15.11.2005; Опубл. 10.06.2007, Бюл. №16.

МАЧКАРИН АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ

ЗЕРНОВЫХ С РАЗРАБОТКОЙ И ОБОСНОВАНИЕМ

ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СЕЯЛКИ

ПРЯМОГО ПОСЕВА

Специальность 05.20.01 – технологии и средства

механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

____________________________________________________________________

Формат 6084 1/16. Усл.печ. л. 1.0.

Подписано в печать ХХ.ХХ.09.

Заказ № 4817. Тираж 120 экз.

Типография БВЦ



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.