WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Совершенствование процесса высева семян моркови вибрационным высевающим аппаратом

На правах рукописи


Евсюкова Валентина Петровна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫСЕВА СЕМЯН МОРКОВИ ВИБРАЦИОННЫМ ВЫСЕВАЮЩИМ АППАРАТОМ

Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Мичуринск-наукоград РФ

2013

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственных машин федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Казаров Ким Рубенович
Официальные оппоненты: Тишанинов Николай Петрович, доктор технических наук, профессор, ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии / отдел управления качеством технологических процессов в сельском хозяйстве / заведующий
Скурятин Николай Филиппович доктор технических наук, профессор, ФБГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Я. Горина» / кафедра технического сервиса в АПК / профессор
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Защита диссертации состоится «17» октября 2013 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.041.03 при ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101, корпус 1, зал заседаний диссертационных советов.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан « » сентября 2013 г. и размещен на сайтах www.vak.ed.gov.ru, www.mgau.ru

Отзыв в 2-х экземплярах, заверенный и скрепленный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, диссертационный совет

Ученый секретарь диссертационного

совета ДМ 220.041.03,

кандидат технических наук, доцент В.Ю. Ланцев

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Овощеводство является одной из крупнейших отраслей сельского хозяйства Центрального Черноземья и Российской Федерации в целом. В связи с тенденцией постоянного увеличения посевных площадей возрастает потребность в семенном материале. Решение проблемы экономии семян будет способствовать увеличению производства высококачественной продукции, оптимизации структуры посевов культур, увеличению площадей посевов. Поэтому на сегодняшний день в сельском хозяйстве особенно актуален вопрос экономии посевного материала. В первую очередь, это касается мелких, малосыпучих, трудновысеваемых семян овощных культур. В связи с этим стоит задача создания современной отечественной универсальной посевной машины с высевающим аппаратом такой конструкции, которая обеспечит экономичный посев мелкосеменных культур, соответствующий агротехническим требованиям, с нормой высева (1,5…2,0) кг/га.

Для посева мелких малосыпучих семян применяют сеялки с высевающими аппаратами различных конструкций, однако практически все они либо не обеспечивают достаточной равномерности, либо отличаются сложностью и громоздкостью конструкции.

Перспективным является использование в работе высевающих аппаратов явления вибрации, при которой масса семян приобретает свойства жидкости и поэтому свободно и равномерно истекает через выходное окно из семенного бункера. Такие высевающие аппараты обеспечивают хорошую равномерность дозирования и устойчивость к забиванию.

Настоящая работа посвящена совершенствованию конструкции и работы высевающего аппарата вибрационного типа для высева мелкосеменных культур путем обоснования его рациональных конструктивных и режимных параметров.

Работу выполняли в соответствии с перспективным планом НИР ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I». Тема №4 «Инновационные направления совершенствования процессов и технических средств механизации и электрификации сельскохозяйственного производства», утвержденная Ученым советом госагроуниверситета, номер государственной регистрации 01.200.1-003986.

Степень разработанности проблемы. Вопросами высева занимались многие видные ученые в области земледельческой механики: В. П. Горячкин, В. А. Желиговский, А. Н. Карпенко, П. М. Василенко, М. В. Сабликов, проф. М. Н. Летошнев, Г. М. Рудаков, Е. А. Беляев, В. С. Басин, М. Х. Пигулевский, А. Н. Семенов В. М., Атомян, Л. В. Гячев, Б. И. Журавлев, С. В. Кардашевский, Ф. Г. Гусинцев, А. Ф. Кошурников, Э.В. Веверс, А. Б. Лурье, В. А. Белодедов, А. А. Климов, Г. Е. Листопад, Г. П. Устенко, С. Д. Полонецкий., В. В. Василенко, К. Р. Казаров, В. В. Труфанов, В. К. Астанин и др.

По мнению исследователей одним из перспективных направлений развития высевающих аппаратов считается использование вибрации. Сыпучие и даже несыпучие семена под действием вибрации ведут себя как вязкие жидкости. Это основное свойство материала в импульсном потоке сил, которое с успехом может быть использовано для разработки вибрационных высевающих аппаратов и применения их на высеве различных сельскохозяйственных культур.

Цель исследований - повышение эффективности высева мелкосеменных культур за счет совершенствования конструкции высевающего аппарата вибрационного типа.

Задачи исследований:

- предложить конструкцию высевающего аппарата вибрационного типа для высева мелкосеменных культур;

- получить математические зависимости, позволяющие обосновать геометрические параметры и режимы работы вибрационного высевающего аппарата;

- обосновать теоретически и экспериментально рациональную конструкцию высевающего аппарата для высева мелкосеменных культур с учетом их физико-механических свойств;

- рассчитать экономическую эффективность от использования предложенного технического решения.

Научную новизну диссертационной работы составляют:

- новое техническое решение конструкции высевающего аппарата вибрационного типа (патент РФ № 2448446);

- математические зависимости, позволяющие обосновать геометрические параметры и режимы работы вибрационного высевающего аппарата;

- теоретическое и экспериментальное обоснование конструкции высевающего аппарата для высева мелкосеменных культур с учетом их физико-механических свойств.

Теоретическая и практическая значимость работы. Применение предложенной конструкции высевающего аппарата позволяет обеспечить экономию посевного при высеве мелких малосыпучих семян.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы при проектировании, настройке и эксплуатации высевающих аппаратов сеялок, а также в учебном процессе, при выполнении дипломных и курсовых работ.

Объектом исследований является технологический процесс высева мелкосеменных культур, техническое средство для его реализации, его рабочие органы и элементы.

Предмет исследований - закономерности влияния конструктивных и режимных параметров вибрационного высевающего аппарата на эффективность процесса высева мелкосеменных культур.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность научных положений выводов и рекомендаций подтверждается:

- применением современной контрольно-измерительной и вычислительной техники;

- объёмом экспериментальных исследований;

- согласованностью теоретических и экспериментальных исследований.

Основные материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических и учебно-методических конференциях Воронежского ГАУ (2009– 2013 гг.), Мичуринского ГАУ (2011 г.), Рязанского ГАТУ (2011 г.), Саратовского ГАУ (2011 г.), научной конференции Воронежского ВГТУ (2011 г.). Данная тема отмечена номинацией областного конкурса на лучшую научную работу Департамента образования, науки и молодежной политики Воронежской области, научным грантом по программе «У.М.Н.И.К.» Российского фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (2011-2013 гг.).

По теме диссертационной работы опубликовано 9 печат­ных работ, в том числе 4 – в изданиях центральной печати, рекомен­дованных ВАК Министерства образования и науки РФ, общим объемом 3,20 п. л (авторских 1,44 п. л.), получен 1 патент на изобретение РФ № 2448446 «Вибрационный высевающий аппарат».

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, включающего 142 наименования, и приложений.

Основная часть диссертации изложена на 122 страницах компьютерного текста, включая 51 рисунок и 14 таблиц.

Содержание работы

Введение в соответствии с ГОСТ Р 7.01.11-2011 включает: актуальность темы исследования степень её разработанности, цель и задачи исследований, научную новизну, теоретическую и практическую значимость, методологию и методы исследований, положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробацию результатов.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» рассмот­рены технология выращивания и агротехнические требования к высеву моркови, проведен анализ конструкций сеялок и высевающих аппаратов, применяемых для высева мелкосеменных культур, а также анализ исследований процесса высева.

Анализ состояния вопроса высева мелкосеменных культур показал, что высев мелких семян овощных культур (моркови) может быть осуществлен с помощью посевных машин различных типов. Однако почти все они имеют существенные недостатки, обусловленные конструкцией высевающего аппарата, поэтому в результате их применения практически невозможно достичь качества высева, в полной мере соответствующего агротехническим требованиям, в первую очередь по показателям равномерности размещения семян в посевном рядке, или отличаются высокой стоимостью, из-за чего возникают трудности с применением их в условиях современного сельского хозяйства РФ.

Перспективным для высева мелкосеменных культур является применение вибрационных высеваю­щих аппаратов. Использование в конструкции сеялки для посева моркови высевающего аппарата вибрационного типа позволит осуществить высев малосыпучих семян в соответствии с агротехническими требованиями, что позволит снизить затраты.

Во второй главе «Теоретическое обоснование конструктивныхх параметров и режимов работы вибрационного высевающего аппарата» предложена конструкция вибрационного высевающего аппарата, получены математические зависимости, позволяющие обосновать конструктивные параметры и режимы работы вибрационного высевающего аппарата с учетом физико-механических свойств посевного материала.

На основании проведенного анализа состояния вопроса предложена оригинальная конструкция высевающего аппарата вибрационного типа (патент на изобретение РФ № 2448446 «Вибрационный высевающий аппарат»), рисунок 1.

Подвижная стенка 5, жестко закрепленная со стержнем 3, крепится коромыслами к смежным стенкам бункера и при вращении приводного вала приводится в плоскопараллельное движение. Точка крепления стержня к приводному валу смещена от оси вращения вала, т. е. расположена эксцентрично. Высев происходит в результате колебаний подвижной стенки 5. При движении стенки 5 вверх ширина высевного окна вместе с зазором между подвижной и неподвижной частями бункера уменьшаются до полного перекрытия высевной щели, когда наступит момент прекращения высева. При движении стенки вниз этот зазор увеличивается, между вибродозатором 5 и отогнутыми наружу кромками стенок бункера 1 возникает пространство, которое заполняет упругая прокладка 6, закрепленная на отгибах кромок стенок, граничащих с вибродозатором. Высевное окно между подвижной 5 и неподвижной частями бункера 1 образуется при движении подвижной стенки 5 бункера 1 вниз за счет отсутствия упругой прокладки 6 в середине отогнутой нижней кромки стенки бункера.

Применение такой конструкции высевающего аппарата при высеве позволит обеспечить значительную экономию посевного материала благодаря принципу действия, основанному на использовании явления вибрации.

Для определения наиболее рациональных конструктивных параметров вибрационного высевающего аппарата необходима математическая модель, геометрически описывающая работу рассматриваемой конструкции. Высевающий аппарат и его механический привод представляют собой эксцентриково-коромысловый механизм, рисунок 2.

Введем следующие обозначения:

– угол поворота приводного вала, ;

L – часть длины жесткого тела, включающая длину жесткого стержня и длину части подвижной стенки до точки B шарнирного соединения с ней коромысла, м;

r – радиус эксцентриситета, м;

– угол между коромыслом и шатуном (подвижной стенкой) при зактрытом состоянии бункера, ;

S – часть длины жесткого тела от точки B шарнирного соединения с ней коромысла до самой нижней его точки D, м;

H – длина коромысла, м;

t – величина открытия высевного окна, м;

L – величина смещения точки B шарнирного соединения подвижной стенки и коромысла относительно положения, принятого за нулевое (начальное), м.

Точка крепления A конца шатуна (стержня, жестко соединенного с подвижной стенкой бункера) к эксцентрику движется по окружности с рабочим радиусом r, совершая полный оборот вокруг оси. Шатун длиной (L+S), совершает простое движение. За один полный оборот эксцентрикового вала c начальным положением эксцентрика в точке A0 совершается один полный цикл работы (происходит одно открытие высевного окна). Коромысло постоянной длины H, соединённое с подвижной стенкой (шатуном) в точке B шарнирно под начальным установочным углом, совершает колебательное движение вокруг и ограничивает величину перемещения шатуна.

Введем плоскую систему координат (x; y). Началом координат будем считать точку шарнирного крепления коромысла и шатуна B0 (0;0). При этом нулевым положением механизма является положение, при котором величина открытия высевного окна равна нулю, а точка крепления шатуна к эксцентрику занимает самое верхнее положение.

Выражение для определения величины открытия высевного окна в зависимости от угла поворота эксцентрика при выбранных значениях независимых геометрических параметров (длина отрезка CD) имеет вид:

Следует заметить, что величина открытия высевного окна главным образом зависит от угла поворота коромысла, что и подтверждает полученное выше выражение (1). Такая зависимость позволяет определить, какую часть полного оборота эксцентрика отверстие является достаточно открытым для того, чтобы происходил высев.

Долю угла поворота вала эксцентрика, при котором происходит высев, в одном полном обороте вала эксцентрика вокруг своей оси при равномерном вращении мы назовем эффективным углом высева.

Теоретически соотношение эффективного угла поворота и полного оборота вала эксцентрика вокруг свой оси при равномерном перемещении рабочей конструкции относительно засеваемой поверхности должно быть равно соотношению длины промежутка в посевном рядке, на который при высеве попадут семена, к длине промежутка рядка, на которую переместится конструкция относительно посевной поверхности за время одного полного оборота эксцентрика. Задавшись рациональным процентом эффективного угла на основании агротехнических требований к посеву культуры, с помощью компьютерного моделирования можем подобрать соответствующие им группы параметров настройки высевающего аппарата.

Согласно агротехническим требованиям к посеву моркови, расстояние между растениями в рядке должно быть (0,04…0,06) м. В длину с учетом незначительного разброса семян промежуток высева займёт около 0,01 м. Отсюда следует, что для обеспечения экономного посева время высева должно составлять соответственно (14,3…20) % от общего времени открытия высевного окна.

Может быть найдено несколько комбинаций независимых параметров, удовлетворяющих заданным условиям и целесообразных для настройки конструкции. В нашей работе мы ограничимся сочетаниями, которые по расчетам, производимым в разработанной программе, дают процент эффективного угла высева, равный 16,67 %. Это значит, что высев семян высевающим аппаратом происходит во временном промежутке, в процентом соотношении равном 16,67% от полного времени одного оборота эксцентрика.

Процент эффективного угла высева определяет соотношение в долях между промежутком высева и расстоянием в рядке, пройденным за один полный оборот эксцентрика. Поэтому необходимо подбирать скорость перемещения высевающего аппарата относительно поверхности, на которую производится высев, так как она определяет длину свободных и засеваемых промежутков.

Надежность предлагаемой конструкции зависит от величины динамической нагрузки, действующей в точке B шарнирного соединения подвижной стенки и коромысла L. Сила инерции в этой точке прямо пропорциональна величине ускорения, возникающего в ней при работе механизма, которое может быть определено из выражения:

Чем больше эта величина, тем меньше надежность конструкции. Исходя из этой закономерности, можно провести сравнительную оценку надежности при различных положениях точки B.

С помощью компьютерной программы нами были определены три группы сочетаний значений параметров радиуса эксцентрика r и величины смещения точки B шарнирного крепления вибродозатора к неподвижной стенке бункера L, при которых процент эффективного угла высева составляет 16, 67 %. Затем были найдены максимальные значения ускорений в точке B при трех выбранных группах параметров конструкции. Получены следующие результаты:

=50°, H=26 10-3 м, L=0·10-3 м, r=1,6·10-3 м, =55,55 м/с2,

=50°, H=26 10-3 м, L=40·10-3 м, r=1,4·10-3 м, =48,09 м/с2,

=50°, H=26 10-3 м, L=88·10-3 м, r=1,1·10-3 м, =37,17 м/с2.

На основании произведенных расчетов можно сделать вывод, что с позиции соблюдения надежности работы исследуемой конструкции предпочтительным является верхнее положение точки B шарнирного соединения коромысла и подвижной стенки (шатуна) (=50°, H=26·10-3 м, L=88·10-3 м, r=1,1·10-3 м, =37,17 м/с2).

 редставлены значения ускорений точки В при различных значениях-9

На рисунке 3 представлены значения ускорений точки В при различных значениях угла поворота эксцентрика АО.

С уменьшением размера L значение ускорения в точке B возрастает, и надежность конструкции снижается.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложена программа экспериментальных исследова­ний, методика их проведения и обработки полученных результатов, описаны приборы, которые были использованы при проведении экспериментальных исследований.

Программой экспериментальных исследований предусматривали: исследование физико-механических свойств семян моркови для обоснования конструктивных параметров вибрационного высевающего аппарата, необходимых для проведения экспериментальных исследований; исследование влияния конструктивных и режимных параметров экспериментального высевающего аппарата на объемное дозирование семян; исследование целесообразности применения вибрационного высевающего аппарата с целью экономии посевного материала; исследование влияния конструктивных параметров и режимов работы экспериментального высевающего аппарата на равномерность распределения семян в рядке.

Для изучения взяли два образца семян моркови: образец №1 - семена очень мелкие с относительно гладкой поверхностью и незначительной засоренностью, образец №2 – семена крупные шероховатые с содержанием сорных примесей.

Используя оригинальные методики и методики ГОСТ, определяли следующие показатели: масса 1000 семян; угол естественного откоса; коэффициент трения скольжения семян моркови по поверхности стенок бункера высевающего аппарата; размерные характеристики семенного материала (длина, ширина, толщина семени); объемное дозирование семян вибрационным высевающим аппаратом; объемное дозирование семян катушечным высевающим аппаратом; равномерность высева семян вибрационным высевающим аппаратом.

Экспериментальные исследования проводили в лаборатории кафедры сельскохозяйственных машин Воронежского государственного аграрного университета имени императора Петра I.

Для проведения лабораторных исследований вибрационного высевающего аппарата нами была создана экспериментальная установка, рисунок 4.

Установка представляет собой конструкцию, включающую в себя металлическую раму 1 с ленточным транспортером и установленным над ней высевающим аппаратом с механическим приводом. Лента 3 транспортера натянута на двух роликах 2. Верхняя ветвь ленты поддерживается с помощью успокоителя. Над лентой на кронштейнах установлен высевающий аппарат 4. Ленту приводили в движение через ремённую передачу от электродвигателя. Скорость движения ленты изменяли с помощью ЛАТРа. Для натяжения ленты вал ведомого ролика снабжен винтовым натяжным устройством. Подвижная стенка бункера, играющая роль вибродозатора, имеет свой независимый механический привод от электродвигателя. Для получения колебаний необходимой частоты использован эксцентриково-коромысловый механизм. Частоту вращения вала электродвигателя изменяли при помощи ЛАТРа. Шарнир крепления подвижной стенки к бункеру может иметь различную высоту установки. Высевающий аппарат с приводом может быть установлен в 2-х положениях в горизонтальной плоскости, отличающихся друг от друга поворотом на 90

В качестве объекта сравнения результатов опытов по объемному дозированию семян предлагаемым высевающим аппаратом с результатами, полученными при испытании серийно выпускаемой конструкции, был выбран катушечный высевающий аппарат сеялки СЗТ – 3,6. Опыты по объемному дозированию семян катушечным высевающим аппаратом проводили на лабораторной установке для испытаний катушечных высевающих аппаратов с использованием стандартной методики. Затем, путем анализа данных, полученных в результате эксперимента, проводили сравнение расхода семян при высеве экспериментальным вибрационным высевающим аппаратом по отношению к расходу при высеве их серийным катушечным высевающим аппаратом сеялки СЗТ-3,6.

Обработку результатов исследований проводили с использованием методов математической статистики программ Microsoft Excel 2007, Mathcad 2001 Professional, Statistica 7

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты исследований и дан их анализ. В результате исследований объемного дозирования семян экспериментальным вибрационным высевающим аппаратом и анализа данных эксперимента, получены кривые зависимости минутного высева семян высевающим аппаратом от частоты колебаний вибродозатора и радиуса эксцентрика, рисунок 5.

а б

Результаты проведенных экспериментальных исследований объемного дозирования семян катушечным высевающим аппаратом сеялки СЗТ-3,6 представлены на рисунке 6.

При увеличении рабочей длины катушки высевающего аппарата сеялки СЗТ-3,6 от 5·10-3 м до 20·10-3 норма расхода семян возрастает от 5,7·10-3 кг до 25,5·10-3 кг соответственно при высеве семян образца №1 и от 2,3·10-3 кг до 15,4·10-3 кг соответственно при высеве семян образца №2.

Сравнительные расчеты расхода семян моркови при использовании экспериментального вибрационного высевающего аппарата и катушечного высевающего аппарата сеялки СЗТ-3,6 (расчет расхода семян при посеве с помощью вибрационного высевающего аппарата проводился на примере переоборудованной сеялки СЗТ-3,6, на которой высевающие аппараты катушечного типа предполагается заменить на высевающие аппараты вибрационного типа) показали, что высев семян моркови с применением катушечного высевающего аппарата не удовлетворяет условию экономии посевного материала (минимальна норма высева моркови – 2,4 кг/га), то есть для работы с таким устройством неизбежно применение наполнителя для обеспечения оптимального расхода семян, что крайне нежелательно, так как известно, что при этом существенно снижается равномерность распределения семян в рядке при посеве. Применение вибрационного высевающего аппарата позволяет производить посев с нормой высева (1,5…2,0) кг/га.

Эксперименты по оценке равномерности распределения семян в рядке проводили при двух вариантах размещения высевающего аппарата относительно посевного рядка. В положении I разброс семян происходил перпендикулярно относительно посевного рядка, в положении II – вдоль рядка.

В результате проведенных при I варианте размещения экспериментов на диапазоне частот n=(5,0…8,3) с-1. при радиусе эксцентрика r=1,1·10-3 м и верхнем положении шарнира крепления вибродозатора к бункеру (L=88·10-3 м) установлено, что распределение вероятностей интервалов между семенами при высеве вибрационным высевающим аппаратом подчиняется закону плотности гамма-распределения и характеризуются значениями параметров коэффициента вариации 0,33<kвар<0,75, при этом коэффициент корреляции r 1, что подтверждает возможность использования выбранной конструкции для посева моркови (таблица 1).

Таблица 1 - Результаты оценки распределения семян на липкой ленте при различных значениях частот.

Частота колебаний, с-1. 5,0 5,8 6,7 7,5 8,3
Коэффициент вариации (вдоль рядка), % 85,03 70,58 52,48 73,82 76,70
Коэффициент вариации (по ширине рядка), % 76,20 56,64 68,03 69,65 69,67

Равномерность распределения семян, полученная при высеве их экспериментальным вибрационном высевающим аппаратом достаточно высокая и несущественно изменяется при изменении частоты колебаний вибродозатора, что доказывает целесообразность применения исследуемой конструкции на практике.

Эксперимент в расчетном рабочем диапазоне частот вибрационного высевающего аппарата (28…44) с-1, определенном в соответствии с диапазоном скоростей перемещения посевного агрегата относительно засеваемой поверхности проводили при II варианте установки. При этом наблюдалось значительное повышение равномерности распределения семян в рядке (таблица 2).

Таблица 2 - Результаты оценки распределения семян на липкой ленте при значениях частот, соответствующих рабочему диапазону.


Частота колебаний вибродозатора N, с-1 28,3 35,0 44,7
Радиус эксцентрика r=1,1·10-3 м по длине рядка Коэффициент вариации kвар,% 39,1 40,0 40,7
Математическое ожидание m,·10-3м 6,0 5,9 5,5
Среднее квадратическое отклонение,·10-3м 2,3 2,4 2,2
по ширине рядка Коэффициент вариации kвар, % 43,2 43,3 46,3
Математическое ожидание m,·10-3м 2,1 2,2 2,1
Среднее квадратическое отклонение,·10-3м 0,9 1,0 0,9
Радиус эксцентрика r=1,6·10-3 м по длине рядка Коэффициент вариации vвар, % 42,3 42,0 43,6
Математическое ожидание m,·10-3м 5,3 5,6 5,2
Среднее квадратическое отклонение,·10-3м 2,2 2,4 2,3
по ширине рядка Коэффициент вариации kвар, % 40,8 43,9 47,6
Математическое ожидание m,·10-3м 2,1 2,1 2,0
Среднее квадратическое отклонение,·10-3м 0,9 0,9 1,0

Исследования показали, что распределение семян по длине, подчиняется закону плотности вероятности гамма-распределения, и по ширине – закону плотности вероятности нормального распределения.

Для каждого опыта коэффициент вариации vвар не превышает 50%, математическое ожидание интервала (средний интервал) между семенами вдоль посевного рядка (5,3…6,0)·10-3 м, по ширине – (2,0…2,5)·10-3 м находится в пределах оптимального значения в соответствии с агротехническими требованиями.

Более высокими показателями равномерности по ширине посевного рядка характеризуется работа высевающего аппарата при большем значении радиуса эксцентрика r=1,6·10-3 м (рисунок 7), а по длине рядка - при меньшем значении радиуса эксцентрика r=1,1·10-3 м, рисунок 8.

а б

в

а б

в

В пятой главе «Экономическая оценка эффективности применения вибрационного высевающего аппарата для высева мелкосеменных культур» приведены расчеты показателей экономической эффективности использования предлагаемого вибрационного высевающего аппарата для высева мелкосеменных культур в проекте переоборудования сеялки СЗТ – 3,6 на площади посева 60 га.

Как показали расчеты, годовой экономический эффект от внедрения вибрационного высевающего аппарата составляет 167,8 тыс. руб., размер экономического эффекта за срок службы – 2571 тыс. руб.

Заключение

  1. На основании анализа состояния вопроса высева мелкосеменных культур установлено, что для этой цели целесообразно примененять конструкцию высевающего аппарата вибрационного типа, позволяющего обеспечить значительную экономию посевного материала. Предложено новое техническое решение конструкции высевающего аппарата вибрационного типа (патент на изобретение РФ № 2448446), позволяющее снизить расход посевного материала до (1,5…2,0) кг/га;
  2. Получены математические зависимости, позволяющие обосновать геометрические параметры и режимы работы вибрационного высевающего аппарата для обеспечения в соответствии с агротехническими требованиями процента эффективного угла высева (14,3…20) %;
  3. Величина смещения точки B (рис. 2.2) шарнирного соединения подвижной стенки высевающего аппарата и коромысла относительно начального положения L=88·10-3 м, радиус эксцентриситета r=1,1·10-3 м. Данное сочетание параметров является предпочтительным с позиции уменьшения динамических воздействий на элементы конструкции и повышения ее надежности;
  4. Экспериментально установлено, что указанные параметры обеспечивают достаточную равномерность распределения семян в рядке: математическое ожидание m интервала между семенами находится в пределах (5,3…6,0)·10-3 м на всем рабочем диапазоне частот;
  5. Установлено, что распределение вероятностей интервалов между семенами при высеве вибрационным высевающим аппаратом подчиняется закону плотности гамма-распределения и характеризуются значениями параметров коэффициента вариации, 0,33<kвар<0,75, при этом коэффициент корреляции r 1, что подтверждает возможность использования выбранной конструкции для высева моркови;
  6. В результате проведенных исследований установлено, что на равномерность распределения семян в рядке существенное влияние оказывает положение высевающего аппарата в горизонтальной плоскости относительно посевного рядка. Наиболее предпочтительным является положение, при котором аппарат расположен так, что разброс семян происходит вдоль посевного рядка. Это позволяет улучшить равномерность распределения семян по длине и ширине рядка (коэффициенты вариации составляют до 39,3% и 40,8% соответственно);
  7. Расчетный годовой экономический эффект от внедрения вибрационного высевающего аппарата составляет 167,8 тысяч рублей, размер экономического эффекта за срок службы составляет 2571 тысяч рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

  1. Казаров, К.Р. Движение вороха семян сахарной свеклы на гравитационном сепараторе с заданной криволинейной поверхностью / К.Р. Казаров, д.т.н., В.К. Астанин, д.т.н., В.А. Черников, к.т.н., О.Н. Щербаков, аспирант В.П. Евсюкова, аспирант, ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, А.А. Одиноких, к.т.н., ведущий менеджер ООО «ТД «Самара-Электрощит», Вестник Воронежского государственного аграрного университета: теор. и науч.-практ. журн. – Воронеж: Воронеж. гос. аграр. ун-т, – 2011. – № 4(31) – С. 51-54.
  2. Казаров К.Р. Экспериментальные исследования возможности высева семян моркови вибрационным высевающим аппаратом / К.Р. Казаров, д.т.н., В.П. Евсюкова, аспирант, ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ Вестник Воронежского государственного аграрного университета: теор. и науч.-практ. журн. – Воронеж: Воронеж. гос. аграр. ун-т, – 2013. – № 1(36) – С. 133-136.
    1. Евсюкова, В. П. Теоретическое обоснование конструктивных геометрических параметров дозирующего устройства для высева семян моркови / В.П. Евсюкова, аспирант, К.Р. Казаров, д.т.н., В.П. Шацкий, д.т.н, ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ Вестник Воронежского государственного аграрного университета: теор. и науч.-практ. журн. – Воронеж: Воронеж. гос. аграр. ун-т, – 2013. – № 2(37) – С. 234-240.
    2. Евсюкова, В. П. Определение динамических воздействий на элементы вибрационного высевающего аппарата / В.П. Евсюкова, аспирант, К.Р. Казаров, д.т.н., В.П. Шацкий, д.т.н, ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ Вестник Воронежского государственного аграрного университета: теор. и науч.-практ. журн. – Воронеж: Воронеж. гос. аграр. ун-т, – 2013. – № 2(37) – С. 241-246.

Изобретения и полезные модели

    1. Патент №2448446 Российская Федерация, МПК7 А 01 С 7/16. Вибрационный высевающий аппарат. / К. Р. Казаров, А. В. Турищев, В. П. Евсюкова, И. К. Лукина (Россия); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ - №2010151072/13; заяв. 13.12.2010; опубл.: 27.04.2012, Бюл. №12.- 5 с.: ил.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

    1. Евсюкова, В. П. Применение вибрационных высевающих аппаратов для посева мелкосеменных культур/ В. П. Евсюкова, бакалавр, ФГОУ ВПО Воронежский ГАУ, г. Воронеж Ресурсосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве и технические средства их реализации: Матер. межрег. науч.-практ. конф. – Воронеж: Воронеж. гос. агр. ун-т, 2009. – C. 33.
    2. Евсюкова, В. П. Высевающий аппарат для мелкосеменных культур / В. П. Евсюкова, Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок»: сб. тр. регион. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых [Электронный ресурс], Воронеж, 14 - 16 марта 2011 г. - C. 178 - 180. – Режим доступа: http://www.innovation.vsu.ru/ (дата обращения: 24.05.2011).
    3. Евсюкова, В. П. Вибрационный высевающий аппарат для посева мелкосеменных культур / В. П. Евсюкова, магистр, ФГОУ ВПО Воронежский ГАУ Материалы 63-й научно-практической конференции студентов и аспирантов (1 раздел): сб. науч. тр. / Под ред. В.А.Солонова, И. И. Грекова и др. – Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2011. – С. 131-132
    4. Евсюкова, В. П. Исследование работы экспериментального вибрационного высевающего аппарата для мелкосеменных культур / В. П. Евсюкова, аспирант, ФГБОУ ВПО «Воронежский ГАУ им. Императора Петра I» Инновационные технологии и технические средства для АПК: Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященные 100-летию ВГАУ им. Императора Петра I, Воронеж, 28-29 ноября 2011 г. Часть 4, с. – 119-121.

Гарнитура Таймс. Формат 60х841/16. Бумага кн.-журн.

Усл. п.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №

Типография ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1.



 



<
 
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.