автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизация контроля нормы высева зерновых сеялок с катушечными высевающими аппаратами.

«¡ровоградський ¡нститут альськогосподарського машинобудування

Р Г 6 од

~ о пНВ ^ На правах рукопису

ХОЛЯВКО Вктор Валентинович

АВТОМАТИЗАЦ1Я КОНТРОЛЮ НОРМИ ВИС1ВУ ЗЕРНОВИХ С1ВАЛ0К 3 КОТУШКОВИМИ ВИС1ВАЮЧИМИ АПАРАТАМИ

Спефалы-псть 05.13.07 "АвтоматизацЫ технолопчних

процеав та виробництв"

Автореферат дисертацп на здобуття наукового ступеня кандидата техныних наук

Юровоград 1996

Дисертацы е рукопис

Робота виконана в 1нститул мехашзацп та електриф|'кацн а'льсько! господарства УкраУнсько'| академм аграрних наук 1 «¡ровоградськои ¡нститут'| сшьськогосподарського машинобудування.

Науков1 кер1вники: заслужений дюч науки ! техшки УкраТни, академж 1нженерноТ академм УкраТни, доктор техшчних нау професор Носов Григорш Романович, доктор техшчних наук, професор Борошок Лев Абрамович.

Офщгйн! опоненти: академп Укра|'нськоТ академп наук нацюнального прогресу, доктор техшчних наук, професор Галай Микола Васильович, кандидат техшчних наук, доцент Лушников Вячеслав Михайлович.

Провщна оргажзацш: Науково-виробниче об'еднання "ЛАН", м. «¡ровоград.

Захист вщбудеться &ЧН9____1996 р. о /2 год, ь

засщанш спефалЬованоТ вченоТ ради К 13.01.02 в Кфовоградськог ¡нститут1 стьськогосподарського машинобудування за адресок 316050, Юровоград, пр. Правди, 70-А, ауд. 369.

3 дисертацжною роботою можна ознайомитись у б'|бл'юте «¡ровоградського ¡нституту стьськогосподарського машинобудуваш за адресою: 316050, Юровоград, пр. Правди, 70-А.

Автореферат розкланий " " 1995 р.

Вчений секректар спец!ал1зованоУ Мт] А л-— В.М. Кал1ч

вченоТ ради канд. техн. наук, доцент --------

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальжсть теми. Одн'|ею з суттевих причин зниження економ'шноТ ефек-гивносл вирощування зернових культур е недотримання п'щ час (¡¡вби оптимально!' норми вис!ву. Яюсие виконання операцш контролю та налагодження чорми Bitciay зернових рядкових сюалок без специальных засоб!в ускладнене, гому в умовах сшби не завжди виконуеться. Не менш в'щчутнин вплив на яюсть :шби мае виникнення прос'ю'ю внасл'|док забивания сошник'ш. Своечасне вияв-1ення та усунення забивань сошниюв без наявност1 техжчних 3aco6ia практич-ю не можливе.

Актуальжсть теми зумовлена необхщжстю разробки методш i з ас об ¡в коит-юлю i налагодження норми виЫау та контролю забивания сошниюв, «Ki дозво-1яють шдзищити ефективн!сть використання зернових рядкових Ывалок по та-:их параметрах, як витримання задано! норми вис!ву nifl час сшби, зниження 1атрат прац) при настроюванш с'юалок на норму виаву та своечасний ви^в забивания сошник'|в. Анал'|з ¡снуючих засоб'т i пристроТв контролю та |алагодження норми BHciey виявив необхщжсть такого шляху виршення цгеТ адач'|, при якому операц'и контролю норми вис'шу повинж проводитись п'|д час ¡вби без порушень робочого процесу BHciey.

Робота виконувалась зпдно тематичного плану науково-дослщних poßfr 'краТнськоТ академи аграрних наук по тем| 9.2 «Розробити пауковi оснозк та ехжчж зассби автоматизацм процеав упраалшня та налагодження комплексов 1ашин для виробництва основних сшьськогосподарських культур» та за дого-ором Ns 90/85 в!Д 19.09.1990 р. «¡ж ПВО ВНД1МОТ, Юровоградським ПК! та НД1МЕСГ у в!Дпов1дност! з постановою ДКНТ СРСР в1д 02.08.1988 р., плану ауково-досгмдних poöir проблемно! науково-досл!дно'|' лабораторй Kipoaor-адського ¡нституту стьськогосподарського машинобудування за темою: «Роз-обка системи контролю та вим'фювання технолопчних параметр'|В вис'|вних ашин та комб'шованих агрегалв».

Мета i завдання досл!джень. Метою дослщжень е теоретичне обгрунту-ання та практична розробка автоматизованоТ системи контролю норми висшу грновоТ рядковоУ авалки з котушковими виаваючимии апаратами. В зв'язку з им розз'язувались таю завдання.

1. Провести дослщження процесу жиалення нас!нням котушкового висдаю-зго апарата зерновоУ рядковоТ ciвалки СЗ—3,6 як об'екту автоматизацн конт-злк> норми вис(ву насжня.

2. Обгрунтувати метод контролю витрат насшня та створити алгоритм робо-1 системи азтоматизованого контролю норми виЫву, розробити Vi структуру та 1значити основн1 характеристики.

3. Розробити методики та обладнання для лабораторних дослщжень i пройти експериментальж дослщження створеноТ системи.

4. Провести господарськ'| випробування експериментальних зразмв системи ломатизованого контролю норми виаву насшня для рядкових зернових ciea-ж та пристрою автоматичного контролю забивания сошниюв Ывалки. Дати

оцшку ефективносл використання на зерновш с'юалц! створено) системи та пристррю.

Об екти досл!джен>. Об'ектами досл'щжень е процес висту зерновоТ ряд-ковоТ с'шалки СЗ—3,6 з котушковими вис'таючими апаратами, система автома-тизованого контролю норми виаву насжня та пристрж автоматичного контролю забивания сошникш.

Методн досл!джень. При виконанж роботи використано методи теорп ймо-вфностей та математичноТ статистики, регресшного анашзу та планування екс-перименту, побудови алгоритм1В, математичного та ф!зичного моделювання.

Головы результати експериментальних досл'щжень отримано при наджжй ¡мов'|рност! в1д 0,9 до 0,95. Розрахунки проведено з застосуванням ПЕОМ.

Наукова новизна.

— Створено модель процесу живлення насшням котушкового висшаючого апарата рядковоТ зерновоТ авалки СЗ—3,6 як об'екта автоматизации

— Запропоновано та обгрунтовано метод автоматизацП контролю витрат на-с!ння, що надходить у вис!ваючий ал арат, та алгоритм* контролю норми вис/ву по значениям витрат.

— Розроблена система автоматизованого контролю норми виаву насжн; зернових рядкових авалок та визначен! и основж характеристики.

— Розроблено методики для досл'шження характеристик створено! системи.

Новизна та винахЬжицький р'шень техжчних р'|шень п!дтверджуеться ав торськими свдоцтвами СРСР № 1766298 «Сеялка», № 1724054 «Емкостно! сигнализатор забивания сошников сеялки», та № 1647258 «Устройство измере ния пути», а також позитивним р!шенням Держпатенту УкраТни по заявц'| на ви нах'щ № 5003395 «С|валка».

Практична шннкть. Розроблеж електричн! функцюнальн!, структур«! т принципов! схеми системи автоматизованого контролю норми висту насшш пристрою автоматичного контролю забивания сошникш та датчика шляху. Вк готовлен! I випробуваж в польових умовах експериментальж зразки систем автоматизованого контролю норми висшу насжня для зернових рядкових с валок, та пристрою автоматичного контролю забивания сошникш с'шалки. Ро: роблеж та використан! лабораторж стенди для дослдакень робочого процес авалки, розробленоТ системи та пристрою. Застосування розроблених систек та пристрою дозволило за рахунок автоматизацн контролю норми висн створити умови для тдвищення ршном1рност1 розподму насжня по площ) пол зменшити час налагодження с!валки на норму висшу та незас'шну площу по) внаслдок свосчасного виявлення та усунення забивания сошникш сшалки, т

вищити продуктивность посевного агрегату.

На аахист виносяться таю основт питания:

— результати Д0сл*1Джень процесу живлення насшням котушкового вис!ва1 чого апарата зерновоТ рядковоТ сшалки СЗ—3,6;

— обгрунтування доапаратного методу контролю норми висшу по витрат

- 2 -

¡асшня котушксвим виаваючим апаратом;

— алгоритм автоматизованого контролю норми виаву зернових а'валок;

— техжчний 3aci6 у вигляд! системи автоматизованого контролю норми виаву.

Реал1зац1я результат!в досл!джень. Результати теоретичних та експери-

(ентальних доел¡джень, алгоритми та схеми системи автоматизованого контрою норми висту наежня для зернових рядкових азалок ¡з пристроем автома-ичного контролю забивания сошниюв авалки використовуються в НВО «Лан», I. «¡ровоград. На дослщному завод! 1нституту мехажзаци та електрифтацн ¡льського господарства Академм аграрних наук Укра?ни виготозлен! дослан! разки, на шдстав! випробувань яких прийнято р'имення про рекомендафю сис-вми до державних випробувань. Система автоматизованого контролю норми nciey наежня та пристрш автоматичного контролю забивания сошниюа ви-ористовуються у навчальному процес! департаменту автоматики Ю'ровоград-ького ¡нституту с!льськогосподарського машинобудування.

Апро6ац'|я роботи. Основж положения та результати доел ¡джень по тем'| исертаци доповщались i обговорювались на науково-практичжй конференцм олодих вчених та спец1алкт1в «HayKoei розробки та досягнення молодих вче-их— с!льськогосподарському виробництву» в Закарпатському НД1 агропромис-ового виробництва УкраТнськоТ академм аграрних наук в 1991 роц|, науково— ?хжчжй конференцн «Проблемы конструирования и технологии производства гльскохсзяйственных машин» в Юровоградському ¡нститут! с!льськогосподар-ького машинобудування в 1991 роц!, на науково-техжчшй конференцГТ «На-ково-техжчж, eKOHOMiMHi, та еколопчн! основи мехажзаци npoqecie ш'двищен-п родючост! грунту» в !нститут! мехажзац!Т та електриф!кацн скльського госпо-арстаа УкраТнськоТ академм аграрних наук в 1991 poqi, на конференци моло-их учених «Проблеми с!льскогссподарського виробництва Карпатського perio-у» в Закарпатському НД1 агропромислового виробництва УкраТнсько! академм грарних наук в 1992 роц!, на м!жнародних науково-техж'чних конференцмх з итань розвитку мехажзаци, електрифшаццн та автоматизацн альськогос-здарського виробництва в умовах ринкових вщносин в 1нститут'| мехашзаци та чектриф^аци смьського господарства УкраТнськоТ академм аграрних наук в 394 i в 1995 роках.

Kp'iM того, розробку було представлено та позитивно вщм1чено на виставц!-эмарку «Заюнчен! науково-техжчн! розробки 1991 року— агропромисловому эмплексу» в Центр! виставок i ярмарюв УкраТни.

Конкретний особистий внесок. Розроблено методики та обладнання для эсл!джень та дослщжено процес висту зерновоТ рядковоТ сгсалки СЗ—3,6. бгрунтогано м!сця встановлення датчиков та визначено Тх вплив на процес ви-ву. Розроблено функцюнальн! та принципов! схеми пристрою контролю ви->ат наежня, системи автоматизованого контролю норми виаву та пристрою )томатичного контролю забивания сошниюв с!валки, створен! техн!чн! засоби 1Я Тх реаш'зацм. Виготовлен! i випробуван! в польових умовах експерименталь-зразки системи автоматизованого контролю норми BHciey насшня рядкових зер->вих авалок i пристрою автоматичного контролю забивания сошниюв с!валки.

Загальна доля автора в друкованих у ствавторств1 працях по тем'| дисерта-цн складае 50%, в авторських св'|Доцтвах— вщ 5 до 50%.

ПублЫацм. За матер1алами дисертаци опублжовано 12 наукових праць.

Обсяг '| структура роботи. Дисертац'ио викладено на 138 сторЫках друко-ваного тексту. Складаеться з вступу, п'яти роздЫв, висновмв, списку лперату-ри, додатмв, 8 таблимь, 32 малюнктв. Список л'ггератури включае 125 назв.

ЗМ1СТ РОБОТИ

Вступ. Обгрунтована актуальжсть роботи I викладено основж положения, що виносяться на захист.

Перший роздЫ. («Стан питания та задач| дослщжень»)- Вщомо, що оджею з головних задач агротехшки вирощування зернових культур е формування оптимально!' гущини посшв. Значж втрати при с1аб1 обумовлеж порушеннями тех-нолопчного процесу через р!зж причини, в тому числ'| внасл'щок в'щхилення фактично7 норми вис'шу нас'жня в'|Д заданого значения На 10% \ бшьше, а та-кож забивания сошниюв. Конролювати значения норми висту необхщно як п'щ час Ывби, так \ при налагодженж Ывалки з урахуванням сорту ! якосп поавно-го матер'|алу, стану поля, строкш сюби. Застосування в стьськогосподарському виробництв'| засобт автоматизации контролю та настройки поавних агрегат'ш дозволяв п'щвищити яюсть авби та продуктивнкть посюних агрегатт.

Внаслщок обробки даних, що характеризую™ залежжсть врожайносл У вад норми виаву N отримано р'шняння регреси у вигляд'| полному другого ступеия:

\= а + ЬЫ + с N2

(1)

де У— врожайжсть в % (для того, щоб узагальнити дат р1зних рок1В I умов проведения авби, максимум вро-жайносл по кожному року було прий-нято ршним 100%, решту значень ряду взято в процентах вщ максимуму); N— норма виаву в млн. шт./га; а, Ь, С— коефщ1енти регреси.

У явному вигляд'| р'шняння (1) можна залисати як:

У* «о Ути-

Я

Уг~

57 »

Нт-Щ

V 43

а *т

N

£

Мпп .МтГЮЪ

49 Ылммт/я

Мал. 1. Граф|К залежносл урожайное^ У В1Д норми виаву N. У2 та У1 — урожаи-жсть пшениц! при в1дхиленж фактичноТ норми висту на 10% »¡д оптимально!' вщ-У = -17,72+53,18Ы - 6,08 № (2) пов|'дно в бтьшу та меншу сторон и.

Графк залежност'| У в'щ N наведено на мал. 1.

Питанию автоматизаци моб!льних альськогосподарських машин, у тому чис-п\ I поавних, присвячено роботи вчених Укра'жи та ¡нших краТн. В'щом! роботи академ'ж'ш I професор'ш Борошка Д. А., Галая М. В., Глуховського В. С., Носова Г. Р., Погорелого Л. В., Чичкжа В. П. та ¡нших. Конкретж питания автомати-

7

411 д'шалок розглянуто у роботах Кашурка О. С., Юнкера М. Г., Логша В. В., шнкова В. М., Сакала Л. Г., С акал а М. Г., Семенова В. Г., Сердюка М. I, та

них.

Анал!з ¡снуючих метод!в 1 засобш контролю та настройки норми виЫву по-зав, що вони ще не в повжй М1р'| в'щповщають вимогам, як! до них висува-ься, I потребують подальшого удосконалення.

Виходячи ¡з сказаного, в робот! ставляться заедания: провести досл/дження оцесу живлення нас'шням котушкового вис!ваючого апарата зерновоТ рядко-Г авалки СЗ—3,6 як об'екту автоматизацн контролю норми вис'шу насшня; грунтувати метод контролю в и трат нас!ння та створити алгоритм роботи сис-чи автоматизованого контролю та настройки норми висшу, розробити м эуктуру та визначити основн! характеристики; розробити методики та облад-нмя для лабораторних досл!джень ! провести експериментальн! досл!дження зореноТ системи; провести господарсьш випробування експериментальних азмв системи автоматизованого контролю норми вис!ву насшня для зерно-< рядкових с!валок I пристрою автоматичного контролю забивания сошникш алки; дати оцшку эфективност! використання створено! системи та пристрою I час с!вби.

Другий розд!л.(«Теоретичж та експериментальн! дослщження робочого оцесу зерново!" рядково!" с!валки як об'екта автоматизацн контролю норми

сшу»).

Об'ектом автсматизаци е с!валка СЗ—3,6, найб!льш розповсюджена для с!в-зернових культур в УкраТж та краТнах СНД.

В основу робочоТ ппотези покладеж дослщження процесу живлення котуш-вого висшаючого апарата, виконан! академком Карпенко О.М. За робочу п-тезу обраноде що контроль норми висшу доц!льно проводити шляхом вимг->вання витрат нас!ння не на виход! виаваючого апарата, як це робиться у пе-важжй б!льшост1 ¡снуючих методш, а на його вход!. Такий метод контролю рми висту дозволить уникнути прос!вш шд час проведения операц!й контро-) при робот! с)валки та автоматизувати виконання цих операцш.

Для реалЬацм методу запропоновано розм!щення м!рноТ емкост! на вход'| стаючого апарата з можлив(стю перекриття 'и вхщного отвору для форму-ння контрольно!' порцн насшня. Алгоритм контролю норми вис!ву складаеться з такоТ посл!довност'| д!й: формування контрольно!- порцп нас!ння з насшня, що надходить до аваючого апарату через м'|рну емк!сть; 2) п!драхування довжини шляху, ойденого авалкою за час вис!ву контрольно! порцп насшня I визначення рми виа'ву; 3) в!дкриття м!рно'|" емкост! для заповнення и насшням, що аходиться в бункер!.

За час виаву контрольно? порцп Ывалка пройде шлях:

л Рп * гп * 10000 « Кск 8=-ЫТВ- (3)

де Рп— вага контрольно! порцм (кг), Кск — коефщкнт ковзання кол1с, ГП — кшьюсть виаваючих ал арат! в Ывалки, N — норма виаву наання (кг/га), В — ширина захвату сшалки (м). Сшввцношення норми виаву насшня, ваги контрольноТ порцн I кглькосл обертт колеса сшалки, зроблених за час виаву контрольно!' порцп, становить:

т • 10000 • Рп • Кск

N =----- (4)

ик • В • Пк

де 1_К I Пк — в1дпов1дно довжина кола (м) шляховимфювального колеса 'I ктыисть сигналш датчика шляху.

Формула (4) показуе, що контроль норми висту сипкого насшня будь-якоТ культури можливий без застосування тарировочних таблиць та номограм, тобто автоматизовано.

Для обгрунтувания запропонованого методу доапаратного контролю витрат насшня, визначення м1сця встановлення датчик'ш '■ оцжки Тх впливу на процес вис1ву проведено дослщження процесу живлення висшаючого апарату. Для цього на розробленому та виготовленому стеид'| (мал. 2) в прозорому 6ункер1 для насшня 1, розм1щували дв'| вертикальн'| перегородки 2 I 3, за допомогою котрих 1м1тувалося встановлення м1рноТ емкости Вх'щний отв1р висшаючого апа-рата по всш площ1 постшно залишався вщкритим. Бункер 1 пошарно заповню-вали насжням пшениф звичайним I пофарбованим у чорний кол!р. Кгльюсть обертт П катушки 5 висшаючого апарата 4 в р'|зних досл'щах становила 10, 30, I 50 об/хв, довжина и и робочоТ частини — 10, 20, 1 30 мм. Пгд час проведения досл'щу спостер1галася ч^тка черговкль опорожнювання частин бункеру, роздшених перегородками. В першу чергу вис(ваеться насшня з частини Б бункеру, яка знаходиться над котушкою, а насжня з частини А бункеру починалс виаватися тшьки тод1, коли воно закжчувалося в частит Б. Ефект чергуванде зон завантаження котушки спостер'|гався при робот1 висшаючого апарату в усЬ перерахованих вище режимах при вис1в! наання пшениц!, жита та гороху.

Для визначення юльюсних залежностей:

О = !(и, п, 1_) V = ^и, п, Ь) (5,6)

де О— витрати постного матерела, г/об; V— коефщ^нт вартцч витра-0.%; и— показник, що характеризус спос1б руху насшня до котушки висшаю чого апарата, проведено трьохфакторний експеримент, для чого лабораторн« установка була доповнена керованим пробов!дб'|рником 9. Показник и витра

ня пшениц! в залежноси вщ способу йо-/ху до котушки виаваючого апарату мався р1вним: 0— коли перегородок в ар! немае;+1 — при рус! насшня через жзвану перегородками 2 I 3 та боковими ами бункеру 1 м1рну еммсть, (частину Б гру); -1— при руа насшня через частину нкеру (частину вх1дного отвору висшаю-апарата, вшьну вщ мфно'Г емкосл), коли ^п насшня до частини Б бункеру пере-

5.

В результат! проведения експеримеиту жано модель процесу живлення котуш-го вис1ваючого апарата у вигляд1 р!в-

3 = 0,465 + 0,71; (7)

/ = 4,326 - 0,1021 (8)

^нал1з р^внянь (7,8) показуе, що встанов-

я мфноТ емкое™ на вход-! виЫваючого зта не знижуе якост'| його роботи.

рет'|й розд1л. («Розробка системи конт-> процесу вис'шу зерновоТ рядковоУ с'шалки») За результатами анал1зу тео--1них досл|'джень та можлиаих схем пристрою розроблено експерименталь-зразок системи (мал. 3). До складу якоТ входять пристрш контролю витрат 1ня, датчик шляху, пристрж регулювання витрат насжня та обчислюваль-5лок. Так як пристрт контролю витрат насшня розм!щено в бункер'| авал-I забивания сошниюв— одна з найбтьш частих вщмов роботи еюалки, для ицення надшност! ди автоматизованоТ системи до ТТ складу введено

Мал. 3. Функциональна схема системи автоматизованого контролю та настройки норову.

/

г

.---' р-Г А и =

я / 5 ___6_

Мал. 2.

1- прозорий бункер, 2 I

3— вертикальж перегородки

4— виаааючий ал арат, 5— коту шка вис'|ваючого апарату,-6 — всронка, 7— рама, 8— по-воротна воронка, 9— пробов1д-б'фник.Ю I 11— емкост1 для збору висЫного насмня.

пристрж автоматичного контролю забивания сошникш.

На мал. 3 та на мал. 4 зображено, в1дпов'|дно, функцюнальж схеми систем и автоматизованого контролю нор-ми вис1ву та пристрою контролю ви-трат насшня.

Пристрж контролю витрат насжня складаеться з контрольно? смкост1 3, сигнал1затора 7Т заповнення, викона-ного у вигляд1 двох датчиюв р!вня 4 [ 5, заслонки 2 з мехажзмом керування 1, а також блок керування та ¡ндикацп 6 з ¡ндикатором 7. Контрольна еммсть 3 встановлюеться в бункер! сшалки над виаваючим апаратом 8.

Структурну схему системи автоматизованого контролю норми висшу показано на мал. 5. Сигнали з датчик ¡в р!в-ня (ДВ та ДН) сигнал1затора заповнення мфноТ емкосл ) датчика шляху на-дходять на схеми подавления перешкод (ПП), перетворюються в прямокутж ¡м-пульси формувачами прямокутних ¡мпульсщ (ФП1) I подаються на схему сшвпа-дання (СС), яку з'еднано з пусковим тригером (ПТ) I силовим блоком (СБ) пристрою керування заслонкою. Видмений схемою ствпадання корисний сигнал надходить на блок л'шильник'ш (БЛ), пот'|м на блок дешифратор^ (БД) I на блок цифрово? ¡ндикацп (Б1). Схема вм1щуе також свгглов! ¡ндикатори «П», «В», «Н», яю сигналюують в1дпов1дно про спрацювання пристрою керування заслонкою (ЕМ) та датчиюв р'шня сигнал ¡затора заповнення мфноТ емкости

Мол. 4. Функциональна схема пристрою контролю витрат насЫня.

БЛ - вд * Б!

ТТГГГГ До ы!кропроцесорного пристрою

НЬЗ

•'■"Скидання

\ ЗА1\ "X 1"

ЗА2 Пуск"

Мал. 5. Функциональна схема системи автоматизованого контролю норми вис!ву Д1~ датчик шляху, ДВ — верхжй датчик р|'вня, ДН - нижжи датчик р|'вня, ПП — при-стрШ подавления перешкод, ФП1 - формувач прямокутних ¡мпульав, СС — схема ствпадання, БЛ — блок л!чильникт, БД — ёлок дешифратор!в, Б1 - блок ¡ндикацп, ПТ - пус-ковмй триггер, СБ — силовий блок, ЕМ — пристрт керування заслонкою.

ндикацт зджснюеться в одиницях шляху Бк !ння задано7 довжини шляху Эз, та Тг допуск »чаються вагою контрольно! порцм Рп та 'ехжчним допуском значень заданоТ норми у N3 за формулою (3) при налагоджеж <и перед початком авби. При введенж отрима-1формаци у мжропроцесорний пристрж та и эц\, зпдно створено! програми, значения нор-№ а кг/га та шформац1я про х'|Д авби слюеться з урахуванням виразу (4). Перед ком роботи до мжропроцесорного пристрою 1Тся вих<дж даж: задана норма висту N3, вага эольно! порцп

Рп, та коефщкнт ковзання овим!рювального колеса Кск.

Четвертий розд1л. («Експериментальж досл*!-

нл розроблеких пристроТг»). Метою проведения фиментю е визначення показникш точносл ви-вання витрат насжня за допомогою пристрою юлю витрат насшня дискретно-об'емного типу, цього поставлено чотирьохфакторний експсри-1 визначеж залежное™

Уф = тн, п, 1); (9)

Ун = Г(я, тн, п/Ц; (Ю) V = ((ц, тн, п, I) (11)

"ТЗгпи

датчика

[я

Мал. 6. Алгоритм роботи системи автоматизованого контролю норми виаву

— р1вень фактичноТ точносп вим1рювань, %; — р!вень налагодження вим1рювача, %; V — коефщкнт варгацп 31ДМ|'рюваких порфй насшня, в1дм!ряноТ пристросм контролю витрат |ня, %; ГПн— налагоджувана маса порцм, г.; П— кшьюсть оберт1в виа-о'| котушки, об/хв; — довжина робочо7 частини котушки, мм; С]— по-ж культури, з насшням яко'Г проводили дослщи, для пшениц1 Ц = 0,79 г/см^, ячменю— С| = 0,64 г/см^. Значения Уф характеризуе середне вщносне мення маси кожноУ порцм ГПр яку видгляе лробов1дб(рник по сигналах зинзатора заповнення м1рно7 емкост1 пристрою витрат насшня в'|д середньо! 1 ГЛср к шдряд в'|д1браних порц>й:

Х(

щ - тср |

т

100%

ср

)

Уф =

(12)

Ршень налагодження Ун пристрою характеризуе вщносне вщхилення маси гш кожноТ порцп к пдояд вщгёраних порцж вщ налагоджуваноУ маси порцп тн:

1™! - тн | ти

У =

100%

)

(13)

Коеф|Ц1ент вар'|ацп V дозволяе оцжити р!вномфтсть реестрованих порцж насшня в кожному досл^, а також в рЬних досл1дах в залежнос-т1 вщ величини порцм:

V;/.

з

V = (а /тср). 100%

(14)

де (У — середньоквадратичне в'|дхи-лення мае ГП; вшбраних порцж в1д середньоТ маси тср порцп в кожному досл1дК

В результат! проведения доелн джень були отримаж р'тняння регре-см у вигляд1 полжомш другого ступеня та показникового ртняння:

2 1

>

л

бо 80 юо \го ти,г

Мал. 7. Графжи залежносп Уф, Ун

1 V вид маси налагоджувальноТ порци тн

уф = -1,461+0,086п-ю,1031-0,0000бтн2-0,0009п2-0,002212 (15) Ун= 113,728 . 0,144Ч. 0,975тн-0,99П (16)

- ю -

V == -1,056+0,099п+0,071-0,0003тнп-0,0008п2-0,00151-2 (17>

Графжи залежностей, Уф, Ун ! V вщ маси налагоджуваноТ порцм 1Пн, по-¡удоааж на листав! р|внянь (16-18), при довжиж робочоТ частики котушки _ = 20 мм ! П = 50 об/хв наведено на мал. 7. В результат-! проведения експе-)именту встановлено, що ¡з збшьшенням маси порцм вс'| показники вим1рювань ттрат насЫня зменшуються ! не перевищують 1,5% при мае") налагоджуваноТ юрцм бшьше Шн = 120 гр. Найкращ! умови для вим1рювань норми висту на-мння етворюються при мЫ1мальних значениях довжини I- робочоТ частини ко-;ушки вис!ваючого апарата \ кмькос™ обертш П котушки, та максимальних жаченнях маси налагоджуваноТ порцм ГПн. Але в зв'язку з тим, що п'щ час с1в->и L I П можуть приймати р1зн5 значения, для шдвищення точное^ вим1рюван-1Я питрат насшня сл'|д обирати максимально можливу масу налагоджуваноТ юрци'ГПн.

Оцшку якост1 настройки сшалки СЗ—3,6 на норму вис!ву виконано у лабо-эаторних умовах шляхом пор1вняння настройки за традицшною методикою з

(астрсйксга з застосуванням розробленоТ автоматизованоТ системи. Поршнян-ня результата настройки, виконаноТ обома способами, виконувалося за допо-чогою розробленого контрольного автоматизованого пристрою, який вм|щус цатчик обертш колеса авалки I пробов1дб'|рник, настроюваний на задану кшь-<|сть оберп'в колес с|'валки. Результати дослщжень показали, що в середньому цля виконання настройки авалки з застосуванням системи автоматизованого контролю норми виЫву з урахуванням часу встановлення системи потрйно на 46 хвилин менше, жж для настройки сталки традицшним способом при практично однаковм вщносжй похибф.

3 мегою визначення можливост! автоматизаци регулювання норми виЫву нас'жня шд час проведения с'|вби проведено експериментальж дослщження ме-хажзму регулювання довжини робочоТ частини котушки 1.К як такого конструктивного елементу, що не потребуе суттевих переробок конструкцн авалки СЗ—3,6. Отримано емшричш залежност! у виглядЬ

Р(+) = -11,99+391п+7,941-0,05иЬ+1,12и1_+0,28Ьп-898,8п2 (18) Р(-) = 214,05+554,87п-4,881.-2,27ип-1,49и1_+7,39и2- 902.0п2 (19)

де Р(+) I Р("~)— вщповщно зусилля, прикладеж до важмя настройки норми виаву в напрямку збтьшення I в напрямку зменшення норми виыву,

и— показник культури, що висшаеться; И- висота завантаження бункера насж-ням, П— частота обертання валу виаваючих апаратт, 1_— довжина робочоТ частини котушки. За ртняннями побудовано графой, зображеж на мал. 8.

а) б) .

Мал. 8 Графжи залежносп зусиль Р(+) та Р(-), иеобх1ДНих для пврем!щення валу вистаючих апаратт при вис1в1 пшениц в1дпов!дно: а) в сторону збшьшення норми висшу; 6) в сторону зменшення норми виаву в!Д частоти обертання валу п I довжини робочоТ частини I-

П'ятий розд!л («Польов1 випробування та економ!чна ефективжсть застосуван-ня розробленоУ системи»). Наведено результат« експеримен.тальних досл!-джень у господарських умовах та виконано аналЬ технжо-економнноТ ефек-тивност1 застосування розробленоТ системи та пристрою, як! пщтверджують до-цтьжсть Тх практичного використання.

Польов'1 випробування автоматизованоУ системи контролю та настройки норми вис!ву зернових сталок, а також пристрою контролю забивания сошник!в були перев!рен! у виробничих умовах на полях досл!дного альськогосподарсь-ккого виробництва 1нституту ф!зюлог!У рослин АН УкраУни (Васильк!вський район КиТвсько) облает!). Випробування показали, що система дозволяе мехажза-тору з кабжи трактора контролювати процес ! норму вис!ву нас!ння, що дае можлив!сть не використовувати працю Ывальника. Застосування на постному агрегат! системи автоматизованого контролю норми виаву ! пристрою автоматичного контролю забивания сошник!в дозволило скоротити затрати прац'| при с!вб! на 26,1%, а також своечасно виявляти забивания сошникт, чим до м!ж-муму зведено прости, як! в середньому скорочуються в 30,3 рази.

Господарськ! випробування системи автоматизованого контролю норми висту проведен! у 1991-1994 роках в радгосп! «Зоря» та в колгоспах «Прогрес» ! «УкраУна» К!ровоградського району ЮровоградськоУ облает! показали, що застосування на пос!вному агрегат! розробленоУ системи дозволяе знизити витра-ти постного нас!ння за рахунок тдвищення точност! настройки норми вис!ву сталки в середньому на 10—15 кг на кожний гектар зас!яноУ площи

висновки

1гАналЬ'¡снуючих методов i 3aco6is контролю норми eneisy насшня зерно------------

<х рядкових с!валок показав, що ц'| засоби потребують удосконалення. На дстав! проведених досл!джень запропоновано метод контролю норми висту '.пкого насшня, заснований на використанн! контролю витрат насшня, що уходить у вис'таючий апарат з бункеру авалки.

2. Розроблений алгоритм контролю норми внс'шу складаеться з такоТ nocni-íbhoctí дм: 1) формування контрольно! порци насшня з насшня, що надхо-■нь до вис!ваючого апарата через м!рну емк!сть; 2) пщрахування довжини ляху, пройденого с!валкою за час виЫву контрольно! порцм насшня ¡ визна-:ння норми вис1ву; 3) в!дкриття míphoT емкое™ для заповнення ÍT насшням, о знаходиться в бункери

3. В результат! експериментальних досл'|джень одержано регресшну модель эоцесу живлення котушкового висшаючого апарата. Встановлено, що розм!-ення MipHoi cmkoctí пристрою контролю витрат насжня в бункер! Ывалки на cofli вис1ваючого апарата не знижуе якост! його роботи.

4. 3 використанням розроблених методик та обладнання визначено показ--1ки точност! контролю витрат насшня пристроем контролю дискретно-з'емного типу як: pisenb фактичноТ точност! Уф, р!аень настройки Ун i кое-iqicHT Bapiaqií V мае siflMipraeaHUx порцш нас!ння. При значенн! контрольно! эрц'|Т Рп пшениц1 та ячмшю 120 г ц! показники знаходяться у межах 1,5%.

5. Розроблена система автоматизованого контролю норми вис!ву, до складу <oí входять npncTpiü контролю витрат насшня, датчик шляху, та обчислюваль-■1Й блок. Для гпдвищення над1Йност1 дм автоматизованоТ системи до Ti складу ¡едено пристрм автоматичного контролю забивания сошник!в, виконаний на jvhtí безконтактних сигнал!затор1в з емнюним чутливим елементом.

6. Для виконання регулювання норми виаву насшня сшалки п!д час с!вби апропоновано використовувати автоматизований пристрш регулювання довжи-л робочоТ котушки вис!ваючого апарата. В результат! проведения експерименту тримано математичн! залежност! для визначення необх!дного зусилля регулю-яння у робочому fliana30H¡ довжини робочоТ частини котушки L = 10...30 мм. частотах обертання валу вис!ваючих anapaTÍB в'|д 0 до 0,6 с"^. Встановлено, [о максимальне зусилля виникае при регулюванн! норми вис!ву у б!к зб!льшен-я i дор!внюс Р = 344 кг на 12 виаваючих апарат!в.

7. Застосування на пос!вному агрегат! системи автоматизованого контролю > настройки норми вис!ву cyMicHo з пристроем контролю забивания сошник!в озволяе зменшити затрати прац! при c!b6¡ на 26,1% та зменшити середню

- 13 -

довжину npocisy у 30,3 рази. Господарсью випробування показали, що за раху-нок пщвищення точное^ попередиьоТ настройки норми висту Ывалки, зменшу-ються втрати постного насшня в середньому на 10—15 кг на кожний гектар зааяноТ площ1. При цьому, економтний ефект на одну Ывалку у фнах 1991 року склав 1323,4 крб за один сезон.

OcHOBHi положения дисертацп викладеы в таких працях:

1. Борошок Л. А., Холявко В. В. Шдвищення техжчного ршня зернових ci-валок шляхом комплексноТ автоматизаци налагодження оптимально!' норми ви-ciey, контролю, та облжу Тх роботи // Республканський м1жв1домчий тематич-ний зб1рник «Мехажзафя та електрифшафя альського господарства». Випуск 75. КиТв, «Урожай», 1992. — с. 55-59.

2. Холявко В. В. Совершенствование средств контроля нормы высева семян зерновых культур// Республжанський мЬкв'щомчий науково-техжчний зб1рник «Конструирование и технология производства сельскохозяйственных машин». — КиТв, «Технжа»,1993. — с. 43-46.

3. А. С. № 647258 кл. G 01 С 22/00 (СРСР) Устройство измерения пути/Грек А. М., Холявко В. В., Кинкер М. Г., Белобородое Е. А., Голыш А. Т./.— Надруковано 7.05.91, бюл. N» 17.

4. A. C.Ni 1724054 кл.А 01 С 7/00 (СРСР) Емкостной сигнализатор забивания сошников сеялки/ Кинкер М. Г., Хоружий В. Н., Демидов В. Г., Холявко В. В./.— Надруковано 7.04.92, бюл. № 13.

5. А. С. СРСР № 766298, кл. А 01 С 7/00 (СРСР) Сеялка/ Борошок Л. А., Холявко В. В./.- Надруковано 7.10.92, бюл. № 37.

6. Холявко В. В. Борошок Л. А. Сшалка. Заявка № 5003395, кл. А 01 С 7/00, позитивне ршення.

7. Борошок Л. А., Холявко В. В. Результаты исследований устройства контроля нормы высева для зерновых сеялок // Проблемы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин: Тези доповщей науко-во-техжчноТ конференци,— Юровоград, KICM, 1991— С. 13.

8. Холявко В. В. Удосконалення метод1в контролю та налагодження зернових сшалок на норму висшу // Науково-техжчж, економ1чж, та еколопчж ос-нови мехажзацп процеав шдвищення родючосп грунту: Тези доповщей науко-во-техжчно1* конференци.- Глеваха, УНД1МЕСГ, 1991. — С. 89.

- 14 -

9. Холявко В. В. Устройство для контроля нормы высева // Проблемы >нструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин: Те-| допов'|дей наукоао-техннтТ конференцн.— К"|ровоград, KICM, 1991— С. 11.

10. Холявко В. В. Визначення вихщних даних для розробкн пристрою регу-эвання норми виЫву зерновоТ сшалки // Тези допов'щей м'жнародноУ науко-¡-техн'шноУ конференцм з питань розвитку мехажзаци, електрифшацн, та авто-лнзаци альськогссподарського виробництва в умовах ринкових вщносин: leaaxa, УНД1МЕСГ, 1994,— С. 43-44.

11. Холявко В. В. Визначення оптимальних параметр'« вим'|рювача витрат на-ння для рядкозих с'талсн. //Тези долов'щей м5жнародно? науково-техншноУ энференцм з питань розвитку мехажзацсУ, електрифмацци, та автоматизацм льськогосподарського виробництва в умовах ринкових вшносин: Глеваха, НД1МЕСГ, 1994.- С. 40-41.

12. Холявко В. В. До розробки засобт автоматизацм контролю та управлт-я процесом вис!ву зерновими авалками. //Тези допсв!дей м1жнародно? на-

ково-техжчноУ конференцм з питань розвитку мехажзац'п, електрифЫаццн, та втоматизафУ с'тьськогосподарського виробництва в умовах ринкових в'|Д-осин: Глеваха, УНД1МЕСГ, 1995 - С. 209-210.

SUMMARY

Kholyavko V. V. «Automatization of the Seeding Rate of Seed Drills vith Spool Seeding Apparatuses.»

Master's Thesis in Technical Sciences on the Speciality 05.13.07 — Automation of the Technological Processes and Productions, Kirovograd nstitute of Agricultural Engineering, Kirovograd, 1995.

On the basis of the results of the research into the process of feeding ;he spool seeding apparatus of the drill the method of the preapparatus :ontrol of the seeding rate has been developed for any seeds without applying calibration tables and nomograms. The algorythm and system of automated control of the seeding rate for seeds have been developed, the system consisting of the discrete — volumetric type device for control of seed flow rate, the pick— up of the planter path, the device for automatic control of clogging up the furrow openers und the computing unit.

The results of the ressearch and evaluation of the efficiency of the system application have been presented; the prospects of its use have been considered as well.

АННОТАЦИЯ

Холявко В. В. Автоматизация контроля нормы высева зерновых сеяло с катушечными высевающими аппаратами. '

Рукопись диссертации на соискание ученой степени кандидата техничес ких наук по специальности 05.13.07— автоматизация технологически процессов и производств, Кировоградский институт сельскохозяйственнс го машиностроения, Кировоград, 1995.

На основании результатов проведенных исследований процесса питани катушечного высевающего аппарата зерновой сеялки разработан мето доаппаратного контроля. нормы высева сыпучих семян любой культурь Разработаны алгоритм и система автоматизированного контроля норМ1 высева семян, в состав которой входят: устройство контроля расход семян дискретно-объемного типа, датчик пути, устройство автоматическо го контроля забивания сошников и вычислительный блок.

Приводятся результаты исследований и оценка эффективности примене ния системы, рассмотрены перспективы ее использования.

Ключов1 слова: витрати нас'шня, алгоритм, датчик, модель.

Комп'ютерний набф та верстка Кожухар С.Г.

Здано в набф 14.12.95. Шдписано до друку 18.12.95. Формат 60x84 1/1£ (А5). Папф газетний. Надруковано на рЬографи Умовних друковани> аркуинв 1. Тираж 100 прим. Замовлення4'й^95.

©РВЛ KICM м. Кфовоград, пр. Правди 70-А тел.597-541, 559-245