автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Энергосберегающая технология и технические средства подпочвенно-разбросного посева зерновых культур

На правах рукописи

^¿й/Ч^А

МАЧНЕВ АЛЕКСЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОДПОЧВЕННО-РАЗБРОСНОГО ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 9 СЕН 2011

ПЕНЗА —2011

4854767

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»)

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Ларюшин Николай Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кухмазов Кухмаз Зейдулаевич

доктор технических наук, профессор Чаткин Михаил Николаевич

доктор технических наук, профессор Крючин Николай Павлович

Ведущая организация Федеральное государственное образовательное учреж-

дение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И Вавилова» (ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова»)

Защита диссертации состоится «21» октября 2011 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02. при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Автореферат разослан «30» августа 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кухарев О.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность научной проблемы. Энергосберегающие технологии возделывания зерновых культур подразумевают минимизацию обработки почвы при высокой научно обоснованной культуре земледелия и рациональном использовании ресурсов (почвенных, водных, энергетических, биологических, финансовых и трудовых). Такие технологии включают в себя минимальную и нулевую обработки почвы, которые основываются на проведении мульчированного и прямого посева соответственно. Существующие традиционные технологии возделывания зерновых культур характеризуются достаточно высокими трудоемкостью и затратами энергии, повышенной нагрузкой на почву и потерей плодородных почвенных ресурсов. Все это приводит к необходимости применения энергосберегающих технологий при производстве зерна.

При проведении посева зерновых культур необходимо создать оптимальные условия для прорастания семян и развития каждого растения, то есть обеспечить их необходимым количеством питательных веществ, влаги, света, воздуха и тепла в оптимальных пропорциях. Этого можно достичь, применяя подпочвенно-разбросной посев, осуществляемый, как правило, посевными машинами с лаповыми сошниками, в под-сошниковом пространстве которых установлен распределитель семян, размещающий посевной материал на дне борозды по всей ширине захвата лапы. Кроме того, такие посевные машины при возделывании зерновых культур позволяют совместить до пяти технологических операций, снизить затраты труда, энергии, влияние ветровой и водной эрозии почв, а также сократить сроки проведения посевной кампании.

Несмотря на свои явные преимущества, посевные машины для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур имеют и недостатки, которые проявляются в недостаточной равномерности распределения семян по площади рассева на заданной глубине, забивании подсошникового пространства почвой, растительными остатками и посевным материалом, повышенном сопротивлении почвы.

Таким образом, возникает противоречие между требованиями, предъявляемыми к подпочвенно-разбросному посеву зерновых культур и существующими посевными машинами, не обеспечивающими снижение энергетических затрат при производстве зерна.

Поэтому исследования, направленные на совершенствование технологии и разработку новых технических средств для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур, обеспечивающих повышение качества посева при минимальных энергозатратах, являются актуальными, практически значимыми и имеют важное хозяйственное значение. г-тглг

Исследования проводились в ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» совместно с ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии по заданию IX.01.04 «Разработать наукоемкие ресурсосберегающие машинные технологии основной и предпосевной обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур» Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006-2010 гг., одобренной Межведомственным координационным советом по формированию и реализации программы 19 октября 2006 г. и президиумом Российской академии сельскохозяйственных наук 16 ноября 2006 г.

Работа выполнялась в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-1950.2009.8 по теме «Энергосберегающие технологии и технические средства для посева зерновых культур» в 2009-2010 гт. и по теме №25 НИОКР ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» «Разработка рабочих органов машин для производства зерновых, корнеплодов и овощных культур».

Цель исследований. Совершенствование технологии и разработка новых технических средств подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур, обеспечивающих повышение качества посева при минимальных энергозатратах.

Объект исследований. Технологический процесс технических средств (сеялка, оснащенная сошниками с отражателями в семяпроводах, сеялка с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей, сеялка-культиватор с комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами и сеялка-культивагор с катушеч-но-винтовыми высевающими аппаратами) подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур.

Предмет исследований. Показатели энергозатрат и качества посева зерновых культур подпочвенно-разбросным способом, технологические и конструктивные параметры технических средств подпочвенно-разбросного посева.

Методика исследований. Системный и структурный анализы, математическая статистика и сравнительный эксперимент. Аналитическое описание технологических процессов выполнялось с использованием законов и методов классической механики, математического анализа и методов планирования экспериментов. Предложенные технические средства для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур исследовались в лабораторных, лабораторно-полевых и полевых условиях в соответствии с действующими ГОСТ, СТО АИСТ и разработанными частными методиками. Обработка экспериментальных исследований проводилась на ПЭВМ с использованием программ Statistica, Excel.

Научная новизна работы:

- энергосберегающая технология возделывания зерновых культур с разработанными техническими средствами, обеспечивающая повышение качества посева при минимальных энергозатратах;

- функциональная схема подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, позволяющая установить взаимосвязь между критериями, влияющими на оценочные показатели работы посевных машин;

- новые технические средства для посева зерновых культур (сеялка, оснащенная сошниками с отражателями в семяпроводах, сеялка с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей, сеялка-культиватор с комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами и сеялка-культиватор с кату-шечно-винтовыми высевающими аппаратами), обеспечивающие повышение равномерности распределения семян по площади рассева и качества посева;

- закон движения семян в лаповом сошнике, учитывающий расположение в под-сошниковом пространстве отражателя и распределителя семян, и дифференциальное уравнение движения кулисно-рычажного механизма сошника для определения его положения в любой момент времени и обеспечения копирования микрорельефа дна борозды;

- зависимости для определения тягового сопротивления комбинированного сошника с бороздообразующим рабочим органом и рабочего объема катушечно-вшггового высевающего аппарата, учитывающие наличие винтовой катушки и прямоугольного клапана;

- конструктивные и технологические параметры технических средств для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур, влияющие на равномерность распределения семян по площади рассева на заданной глубине.

Техническая новизна разработанных технических средств для посева зерновых культур подтверждена пятью патентами РФ на изобретение - №2185715 №2368114 №2399186, №2399187, №2384040. '

Практическая значимость работы заключается в разработке технической документации на сеялку-культиватор с комбинированными сошниками и сеялку-культиватор с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами, переданной в ООО «КЗТМ» для серийного производства, а также на сеялку с сошниками, оснащенными отражателями в семяпроводах, и сеялку с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей - в ОАО «Завод Белинсксельмаш» Пензенской области для производства опытной партии.

Результаты исследований позволили обосновать технологический процесс под-почвенно-разбросного посева семян зерновых культур с применением разработанных технических средств, конструктивно-технические схемы новых технических средств, обеспечивающие лучшее распределение семян по площади рассева на заданной глубине, разработать рекомендации по оптимизации конструктивно-технологических и энергетических параметров предлагаемых технических решений.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными лабораторными исследованиями рабочих органов и полевыми исследованиями технических средств и энергосберегающей технологии при подпочвенно-разбросном посеве зерновых культур, а также сходимостью результатов лабораторных и полевых экспериментов с теоретическими исследованиями.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использовались ООО «КЗТМ» при постановке на серийное производство сеялки-культиватора с комбинированными сошниками, сеялки-культиватора с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами и ОАО «Завод Белинсксельмаш» при производстве опытной партии сеялки, оснащенной сошниками с отражателями в семяпроводах, сеялки, оснащенной сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей семян.

Разработанные посевные машины используются в хозяйствах ЗАО «Петровский хлеб», ООО «Кургановский», ФГУП «Учебно-опытное хозяйство «Рамзай» Пензенской ГСХА», ООО «Новый Век Пенза», ТНВ «Кулагин и К» и ОАО «Ночкинское хлебоприемное предприятие» Пензенской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (1998-2010 гг.), ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет» (2001 г.), ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА» (2002 г.), ФГОУ ВПО «Пензенская ГАСА» (2002 г.), ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова» (2003-2005, 2009 гг.), ФГОУ ВПО «Вятская ГСХА» (2003 г.), ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА» (2003, 2005 г.), на Всероссийском форуме молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных учреждений (Московская СХА им. К.А. Тимирязева, 2004 г.).

Инвестиционный проект «Ресурсосберегающие технологии и технические средства для посева семян сельскохозяйственных культур» на X Московском международном салоне изобретений и инноваций (2010 г.) отмечен дипломом и бронзовой медалью.

Разработка «Ресурсосберегающие технологии и технические средства для посева зерновых культур» на XIII Московском международном салоне изобретений и инноваций «Архимед-2010» удостоена серебряной медали (2010 г.)

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- функциональное описание подпочвенно-разбросного посева зерновых культур;

- энергосберегающая технология подпочвенно-разбросного посева зерновых культур;

- теоретически обоснованные и экспериментально подтвержденные конструктивные и технологические параметры технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур;

- новые технические средства для подпочвенно-разбросного посева (сеялка с сошниками с отражателями в семяпроводах; сеялка с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей семян; сеялка-культиватор с комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами; сеялка-культиватор с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами);

- рекомендации по применению, технико-экономическая и энергетическая оценка предлагаемых разработок.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 85 печатных работы, из них 1 монография, 16 статей в изданиях, указанных в «Перечне ... ВАК», 33 - без соавторов, получено 5 патентов РФ на изобретение. Общий объем публикаций составляет 69,3 п.л., из них автору принадлежит 31,8 п.л.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка литературы из 299 наименований и приложения на 95 с. Диссертация изложена на 374 е., содержит 52 табл. и 160 рис.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, изложены результаты исследований и научные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние проблемы. Цель и задачи исследований» проведен анализ энергосберегающих технологий и способов посева зерновых культур, а также технических средств для его осуществления, систематизированы основные проблемы и определены перспективные направления совершенствования технологий и технических средств для посева зерновых культур, обеспечивающих повышение качества посева и снижение тягового сопротивления рабочих органов машин.

Анализ литературных источников и патентно-информационных материалов современных технологий и способов посева зерновых культур, технических средств для их осуществления отечественного и зарубежного производства, конструктивных схем сошников и высевающих аппаратов, а также оценка их качественных показателей позволяют утверждать, что применение энергосберегающих технологий посева зерновых культур ведет к снижению затрат труда, топливо-смазочных материалов, количества проходов агрегатов, расходов на амортизацию и ремонт, при этом наблюдается повышение плодородия почвы, сокращение сроков посевной кампании и повышение урожайности зерновых культур на 15...20%.

Значительный вклад в решение проблемы повышения качества посева и снижения тягового сопротивления посевных машин внесли В.И. Анискин, B.C. Астахов, В.А. Белодедов, Н.М. Беспамятнова, Г.М. Бузенков, А.Н. Власенко, В.П. Горячкин] И.Н. Гужин, В.Н. Зволинский, В.Д. Карпенко, И.Т. Ковриков, A.M. Кочугов, Н.П. Крючин, Б.Ф. Кузнецов, К.З. Кухмазов, Н.П. Ларюшин, К.И. Лукомский, Н.И. Любуш-ко, М.Е. Мацепуро, В.А. Милюткин, В.А. Мухин, A.A. Ногтиков, Е.П. Огрызков, В.М. Пронин, И.Г. Пыхтин, В.П. Пьяных Ю.А. Сергеев, Г.Н. Синеоков, В.М. Халанский, М.Н. Чаткин, X. Адлен, С. Барбер, Д. Чайлдс, Е. Burr, С. Crovetto, D. DeMille, J Feyrer, L. Garcia-Toires, D. Gassen, К. Koller, С. Novosad, R. Reese и другие ученые.

В результате анализа исследований установлено, что при возделывании зерновых культур целесообразно применять сеялки для подпочвенно-разбросного посева. Однако при работе таких посевных машин не в полной мере решены вопросы упорядочивания потока семян при их движении в семяпроводе, забивания подсошникового пространства почвой, растительными остатками и семенным материалом, снижения тягового сопротивления сеялок и равномерной подачи семян высевающими аппаратами, что в конечном счете ведет к снижению качества посева, недобору части урожая и повышению материальных затрат на производство.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:

1. Усовершенствовать энергосберегающую технологию и разработать конструктивные и технологические схемы технических средств, повышающих качество посева семян зерновых культур и обеспечивающих снижение энергозатрат.

2. Теоретически обосновать и экспериментально подтвердить конструктивные и технологические параметры новых технических средств для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур.

3. Разработать и изготовить новые технические средства для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, провести лабораторные исследования рабочих органов посевных машин по оценке влияния их конструктивных и технологических параметров на качественные показатели работы.

4. Разработать и изготовить опытные образцы технических средств для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур, провести лабораторно-полевые и полевые исследования по оценке энергозатрат и качества посева; обосновать экономическую эффективность от использования посевных агрегатов для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур.

Во втором разделе «Совершенствование энергосберегающей технологии и разработка технических средств подпочвенно-разбросного посева зерновых культур» разработана структурная схема энергосберегающей технологии (рис. 1) возделывания

зерновых культур, которая включает в себя следующие элементы: севообороты короткой ротации; энергосберегающие системы обработки почвы (комбинированная, минимальная и нулевая); технические средства, которые характеризуются в большей степени применением комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов; высокоэффективное применение удобрений с использованием биологических средств воспроизводства почвенного плодородия; экологически безопасную интегрированную систему защиты растений от сорняков, вредителей и болезней; сорта, устойчивые к болезням и вредителям; почвенно-климатические условия.

Рисунок 1 - Структурная схема энергосберегающей технологии возделывания зерновых культур

Основным элементом в структурной схеме энергосберегающей технологии возделывания зерновых культур являются технические средства, при этом посевным машинам, способным качественно выполнять технологический процесс высева семян при минимальных затратах труда, энергии и сохранении почвенного плодородия, отводится ведущая роль. Кроме того, в современных условиях хозяйствования технические средства для посева зерновых культур должны удовлетворять требованиям минимизации обработки почвы, совмещения технологических операций и получения стабильно-высоких урожаев, чего можно достичь при внедрении подпочвенно-разбросного посева.

Всесторонний анализ структурной схемы энергосберегающей технологии позволил разработать технологии возделывания яровой и озимой пшеницы при минимальной и нулевой обработках почвы соответственно, предусматривающие применение подпочвенно-разбросного посева. Технология возделывания озимой пшеницы при нулевой обработке почвы (рис. 2) состоит из последовательно выполняемых операций: обработки почвы гербицидом (при необходимости); погрузки и транспортировки минеральных удобрений; протравливания семян, их погрузки и транспортировки; подпочвенно-разбросного посева с внесением минеральных удобрений; погрузки, транспортировки и внесения минеральных удобрений; обработки гербицидами, фунгицидами и инсектицидами; уборки с измельчением соломы и транспортировки зерна.

Протравливание семян

Погрузка удобрений

Погрузка

Погрузка удобрений

Транспортировка удобрений

X

Транспортировка

Транспортировка удобрений

Обработка

почвы (гербицидом)

Транспортировка воды

Посев с внесением удобрений

обработка почву

снесение

выравнивание

прикатывание

ввзш_

Транспортировка воды

Внесение удобрений

Обработка гербицидом фунгицидом ирсектрцддом

Уборка с

измельчением

Отвоз зерна

Рисунок 2 - Функциональная схема технологии возделывания озимой пшеницы при нулевой обработке почвы

Технология возделывания яровой пшеницы (рис. 3) при минимальной обработке почвы включает в себя выполнение следующих операций: обработку почвы; погрузку, транспортировку минеральных удобрений; протравливание семян; погрузку и транспортировку семян; подпочвенно-разбросной посев с внесением минеральных удобрений; обработку гербицидом, фунгицидом и инсектицидом, уборку с измельчением соломы и транспортировку зерна Возможно внесение минеральных удобрений. В переходный период на энергосберегающую технологию сельскохозяйственным товаропроизводителям следует особое внимание уделять очищению полей от сорняков.

Рисунок 3 - Функциональная схема технологии возделывания яровой пшеницы при минимальной обработке почвы

На основе разработанных функциональных схем были определены перспективные схемы технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, которые в соответствии с государственными и отраслевыми стандартами должны оцениваться следующими параметрами: фактической нормой высева семян У,\ коэффициентом вариации, характеризующим распределение семян по площади рассева У2\ неравномерностью высева между высевающими аппаратами У3', неустойчивостью общего высева У/, дроблением семян У}; фактической глубиной заделки семян У6; долей семян, заделанных в слое средней фактической глубины и двух соседних односантиметровых слоях У7; высотой гребней после прохода сеялки У«; рыхлением почвы без оборота пласта У9; крошением почвы У,0; уничтожением сорняков У,,; удельным тяговым сопротивлением посевной машины У,2; сохранением стерни У,3; залипанием рабочих органов Уи-Все перечисленные показатели (факторы) в конечном счете влияют на урожайность зерновых культур Ру и энергоемкость их производства

Изучение технологического процесса подпочвенно-разбросного посева зерновых культур позволило разработать его функциональную схему, представленную на рисунке 4. Основными критериями, влияющими на оценочные показатели работы сеялки для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, являются: функция внешнего воздействия X, (физико-механические свойства семян, почвы и состояния внешней среды), функция состояния технического средства 21 (внутренние нерегулируемые параметры технического средства), функция управляющего воздействия II, (внутренние регулируемые параметры технического средства). В результате установлено, что влияние бункеров Б, семяпроводов сеялок СС, выравнивающих ВУ и прикатывающих ПУ устройств на качество выполнения технологического процесса подпочвенно-разбросного посева зерновых культур рассмотрено достаточно полно. Поэтому при исследованиях особое внимание уделялось процессу работы катушечных высевающих аппаратов и лаповых сошников, структурные схемы которых приведены на рисунках 5 и 6.

СА

pip--- A -

cc

ВУ

Уву

ПУ

Fy

УГ

Рисунок 4 - Функциональная схема подпочвенно-разбросного посева зерновых культур:

СА - средство агрегатирования; Б-бункер; В - высевающий аппарат-СС-семяпровод сеялки; С - сошник; ВУ - выравнивающее устройство; ПУ-прикатывающее устройство; ХБ, Хв, Хсо Ха Хву и ХПУ - функции внешнего воздействия бункера, высевающего аппарата, семяпровода сеялки, сошника, выравнивающего и прикатывающего устройств соответственно (физико-механические свойства семян почвы и состояния внешней среды); ZE, ZB, Zcc, Z& ZBy и Z„y-функции состояния ' бункера, высевающего аппарата, семяпровода сеялки, сошника, выравнивающего и прикатывающего устройств соответственно (внутренние нерегулируемые параметры посевной машины); иБ, UB, Ucc, Uc. UByu иПУ- функции управляющего воздействия бункера, высевающего аппарата, семяпровода сеялки, сошника, выравнивающего и прикатывающего устройств соответственно (внутренние регулируемые параметры посевной машины); ГБ, YB, Усс, Yc, YByu Yny-результирующие параметры работы бункера, высевающего аппарата, семяпровода сеялки, сошника, выравнивающего и прикатывающего устройств соответственно; Fy - урожайность зерновых культур; F3 - энергоемкость производства зерновых культур

С помощью структурной схемы технологического процесса работы высевающего аппарата (рис. 5) выявлена возможность снижения пульсации потока семян за счет из-

Рисунок 5 - Структурная схема технологического процесса работы высевающего аппарата (В)

Изучение вопроса применения сошников для подпочвенно-разбросного посева позволило построить струиурную схему их технологического процесса (рис. 6). Установлено что первичное образование борозды, упорядочивание потока семян и удобрений, копирова-

ние микрорельефа почвы может эффективно повлиять на повышение равномерности распределения семян по площади рассева на заданной глубине и качества посева в целом, при снижении тягового сопротивления технических средств для посева зерновых культур.

Iус

С - , ! , — 3 — 7 1 4 1 8 — ^ — в

ис

Рисунок 6 - Структурная схема технологического процесса работы сошника (С) для подпочвенно-разбросного посева: 1 - первичное образование борозды;

2 - подрезание почвы; 3 - выравнивание дна борозды; 4 - подача семян и удобрений; 5 -распределение семян и удобрений; 6-заделка семян

и удобрений; 7 - упорядочивание потока семян и удобрений; 8 - копирование микрорельефа почвы

Результаты анализа процесса функционирования посевных машин для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур послужили основанием для разработки конструктивных и технологических схем катушечно-винтового высевающего аппарата и сошников с отражателем семян в семяпроводе, с кулисно-рычажным механизмом распределителя, с бороздообразующим рабочим органом, применение которых позволит повысить качество посева и снизить энергозатраты.

Для повышения равномерности распределения семян по площади рассева на заданной глубине предлагается сошник (патент РФ № 2185715) с отражателем в семяпроводе (рис. 7), состоящий из плоскорежущей лапы, стойки, семяпровода, распределителя семян, прикатывающего катка и его механизма регулировки. На выходе из семяпровода в горизонтальной плоскости, установлен отражатель, обеспечивающий упорядоченный, постоянной ширины и толщины поток семян, направленный на распределитель семян, выполненный в виде разведенных в противоположные стороны крыльев.

Для устранения забивания подсошникового пространства почвой, растительными остатками и семенным материалом разработана конструкция сошника с кулисно-рычажным механизмом (рис. 8), состоящего из плоскорежущей лапы, стойки-семяпровода, распределителя семян с роликом, пятки, направляющей и кулисно-рычажного механизма. Кулисно-рычажный механизм представляет собой кулису и рычаг с ползуном. Кулиса выполнена в виде цилиндра, а ее передняя часть шарнир-но закреплена в подлаповом пространстве сошника на горизонтальной оси. Распределитель подпружинен с возможностью его возвратно-поступательного движения по направляющей.

Для снижения тягового сопротивления разработан и изготовлен комбинированный сошник (патенты №2368114, №2399186 и №2399187) с бороздообразующим рабочим органом (рис. 9), содержащий стойку с бороздообразующим рабочим органом (БРО), семятукопровод, стрельчатую лапу и распределитель в виде полинома пятой степени.

Рисунок 7-Схема сошника с отражателем в семяпроводе: 1 - плоскорежущая лапа, 2 -распределитель семян; 3 - отражатель; 4 - стойка; 5 - семяпровод; 6 - механизм регулировки; 7 - каток

с кулисно-рычажным механизмом распределителя: 1 - направляющая; 2 и 9- пружина; 3 - стойка-семяпровод;

4 -распределитель семян; 5 - ролик; 6 - ползун; 7 -рычаг; 8 - цилиндр; 10- ось; 11- пятка; 12- плоскорежущая лапа

Для уменьшения пульсации потока семян и повышения равномерности распределения семян по площади рассева предлагается катушечно-винтовой высевающий аппарат (рис. 10) (Патент №2384040), который содержит семенную коробку, розетку, муфту, клапан, высевающую катушку с желобками. Ребра катушки с желобками выполнены по винтовой линии под углом 20 град, к осевой линии катушки. Задняя торцевая часть клапана высевающего аппарата выполнена прямоугольной формы.

Рисунок 9 — Схема комбинированного сошника с бороздообразующим рабочим органом: 1 - бороздообразующий рабочий

орган; 2 — кронштейн; 3 - стойка; 4 - семятукопровод; 5 - распределитель; 6-подошва; 7 —винт; 8 - плоскорежущая лапа

Рисунок 10 - Схема катушечно-винтового высевающего аппарата: 1 - винтовая катушка; 2 - розетка; 3 - вал; 4 - клапан; 5 - регулировочный болт; б - семенная коробка; 7-муфта

В третьем разделе «Теоретическое обоснование технических средств для под-почвенно-разбросного посева зерновых культур» рассмотрен технологический процесс подпочвенно-разбросного посева зерновых культур при наличии отражателя семян в семяпроводе, кулисно-рычажного механизма распределителя, бороздообразующего рабочего органа и катушечно-винтового высевающего аппарата.

При теоретическом обосновании технологического процесса подпочвенно-разбросного посева зерновых культур сошником с отражателем в семяпроводе (рис. 7) рассматривалось движение семени по семяпроводу сошника, при взаимодействии с распределителем и после удара о распределитель. На семяпроводе сошника выделили вертикальный ДЛ, криволинейный АВ и горизонтальный (отражатель) ВС участки (рис.11).

Рисунок 11 - Схема к определению параметров движения семени в семяпроводе сошника: Р™ - сила сопротивления, возникающая за счет силы тяжести; - сила сопротивления, возникающая от действия силы давления от инерционной силы семени; Рт - сила давления от веса семени; Рф - сила давления от инерционной силы семени; И- нормальная реакция; й-вес семени; Я -радиус кривизны семяпровода сошника; а—угол, который составляет касательная с вертикалью; Р~угол между нормальной реакцией связи и вертикалью

Скорость семени и, при движении по вертикальному участку ДА составляет:

о, м/с, (1)

где g - ускорение свободного падения, м/с2; А - высота падения семени, м.

Определив изменение кинетической энергии на криволинейном участке АВ семяпровода, а также сумму работ сил, действующих на нем, и приравняв их, получили формулу для определения скорости семени и2 на выходе из криволинейного участка:

/

О, = и„2 •

2

Un, + -{Fc-AS2 + mg-&z2) т

, м/с,

(2)

где и02 - скорость семени на входе криволинейного участка семяпровода, (о02 = и,), м/с; т - масса семени, кг; Рс - равнодействующая сил сопротивления с учётом сил инерции, Н; и Аг2 - приращение длины дуги и координаты на криволинейном участке семяпровода соответственно, м.

После удара об отражатель ВС семя направляется на распределитель со скоростью и3.

и, =

_ "03

cosy

-, м/с,

(3)

где и03 = о2 - скорость семени до удара об отражатель, м/с; ¡3- угол между нормальной реакцией связи и вертикалью, град; у - угол между направлением скорости семени после удара об отражатель и осью х, град.

При взаимодействии семени с распределителем происходит удар. В течение малого промежутка времени, сотые доли секунды, наблюдается значительное изменение скорости - от скорости падения до скорости, равной нулю, происходящее за счет деформации семени, которое поглощает энергию и скорость удара. Затем в связи с наличием упругих сил деформация семени уменьшается, достигая, в конечном счете, нулевого значения. Скорость семени за время уменьшения деформации возрастает до значения и4, которое для семян зерновых культур всегда меньше скорости падения и04, то есть и4 <и04. Следовательно, семя после удара о распределитель получает скорость и4, равную:

и4 = и04 т]зт2 д+к-соя2 8, м/с, (4)

где и04 - скорость семени до удара о распределитель семян, м/с; 5- угол падения семени на распределитель, град.; к - коэффициент восстановления семени.

По приведенным выше зависимостям определяется относительная скорость семени.

Ударная сила Р, возникающая от взаимодействия семени с распределителем, находится по выражению

= Н, (5)

где ? - продолжительность действия силы удара, с.

Дальнейшее движение семени от распределителя рассматривалось в поперечно-вертикальной плоскости под углом в к горизонту. Составив уравнения движения семени через проекции на соответствующие оси и проинтегрировав их дважды, после преобразований получили выражение для определения дальности полета семени

, и4 5Ш2<9

Ь =-, м. (6)

8

Абсолютная скорость семени ц, находится из выражения

иа = (и2 + и24 + 2оси4 соб<рс)"2, м/с, (7)

где ис - поступательная скорость сошника, м/с; (рс - угол между направлениями скорости сошника и скорости семени, град.

Абсолютную дальность полета семени Бг найдем из условия равенства количества движения семени при его падении на дно борозды тиа и работы силы трения:

о _о2е + у2,+2и,иг сов ср

Ъ ,м' (8)

где/- коэффициент трения семени о почву.

Расчетами установлено, что скорость семени после удара о распределитель составляет 2,25 м/с, при этом дальность полета семени 1=0,125 м. Таким образом, сошник для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур с отражателем в семяпроводе обеспечивает дальность полета семян с шириной его захвата до 0,29 м.

В ходе теоретического обоснования технологического процесса подпочвенно-разбросного посева сошника с кулисно-рычажным механизмом распределителя (рис. 8) рассматривалось его движение вперед (рис. 12). При этом в качестве обобщенной координаты системы принимали угол поворота <р кулисно-рычажного механизма (КРМ) О А. На кулисно-рычажный механизм ОА действуют следующие активные силы: вес кулисно-рычажного механизма Р; сила упругости пружины распределителя кулисно-рычажного механизма я; реакция поверхности поля Я.

направление

^ ■ ■ .

s// />а<У/ /V V;:

F к 7

а/

В' >77/

Рисунок ¡2 - Схема действиясил на ку-лисно-рычажный механизм: Р - вес кулисно-рычажного механизма; /•" - сила упругости пружины кулисно-рычажного механизма; Л -реакция поверхности поля; ф -угол поворота кулисно-рычажного механизма; I' - расстояние от оси вращения кулисно-рычажного механизма до точки крепления пружины распределителя; С - центр тяжести кулисно-рычажного механизма; а -угол наклона кулисно-ры чажного механизма

Для определения закона движения кулисно-рычажного механизма сошника использовали уравнение Награнжа:

¿/аг"|_зг=_ая {9)

Лудф) д<р дф'

где Г - кинетическая энергия кулисно-рычажного механизма ОА, Дж; <р - угол поворота кулисно-рычажного механизма (ф = а, где а - угол наклона кулисно-рычажного механизма), рад.; Я - потенциальная энергия кулисно-рычажного механизма ОА, Дж. В этом выражении кинетическая энергия механизма

-,Дж,

(10)

где М - масса кулисно-рычажного механизма, кг; / - длина кулисно-рычажного механизма, м; ф -угловая скорость поворота кулисно-рычажного механизма, с'.

Потенциальная энергия кулисно-рычажного механизма П определялась как сумма:

Л = Л^ + Л^ + Л^Дж, (")

где П^ - потенциальная энергия силы тяжести, Дж; П^ -силы упругости пружины кулисно-рычажного механизма; Дж; Л энергия реакции поверхности поля, Дж.

Составляющие /7^' и л'"' потенциальной энергии рассчитывались по сле-

дующим зависимостям:

(?) 1г_1^п(ф-ф0)

потенциальная энергия М _ потенциальная

Дж,

(12)

(13)

(14)

2созф

п(у\ с,ГЬст2зт(ф-ф0) х c2(l')2sin2(<p-<p0)^ cos<p 2cos2<p

СОЗф

где сг - коэффициент упругости пружины распределителя, Н/м; А, - конечное удлинение пружины распределителя, м; Д„ - начальное удлинение пружины распределителя, м; Аст2 - статическое удлинение пружины распределителя, м; <р0 - начальное положение кулисно-рычажного механизма относительно дна борозды, рад.

Подставив их значения в выражение (9), после преобразований и подстановки начальных значений получили уравнение движения кулисно-рычажного механизма <р = /(1):

9 =

<Ро-- 0

со*1а+"п2?о , рад., (15)

2с£Ю С

2 соз2 ф0 J

где к - частота свободных колебаний механизма, с"1; / - время, с

Здесь частота свободных колебаний рычага кулисно-рычажного механизма к равна:

Ч 1 я

где /' - расстояние от оси вращения кулисно-рычажного механизма до точки крепления пружины распределителя, м.

По выражению (15) можно определить угол поворота кулисно-рычажного механизма <р при движении сеялки во время работы (вперед), то есть положение кулисно-рычажного механизма в любой момент времени. Установлено, что при длине кулисно-рычажного механизма / =250мм, расстоянии от оси вращения до точки крепления пружины I =70 мм, жесткости пружины распределителя с, =5,5 кН/м угол поворота кулисно-рычажного механизма составит <р = 13,9 град.

При теоретическом обосновании технологического процесса подпочвенно-разбросного посева зерновых культур комбинированного сошника с бороздообразующим рабочим органом (рис. 9) рассматривалось взаимодействие сошника с почвой

На связанных и пластичных грунтах перед режущим профилем бороздообра-зующего рабочего органа (БРО) наблюдается образование уплотненного ядра радиусом г из обрабатываемого материала. Поэтому необходимая ширина бороздообра-зующего рабочего органа Ь с учетом образования ядра уплотнения будет равна

Ь=8+2!л-$т У1=2(г -ли <р+1„-зт у,), м, (17)

где ширина лезвия БРО, м, равная 9- г - радиус кривизны ядра уплотне-

ния лезвием БРО, м; , - угол трения почвы по материалу БРО, град.; /л - длина лезвия ы-и, м; ¿у, - угол раствора лезвий бороздообразующего рабочего органа, град

При взаимодействии бороздообразующего рабочего органа с почвой происходит ее скалывание по направлению действия равнодействующей силы Я (рис 13) расположенной под углом (А а действительная величина ширины зоны распространения деформации почвы Ьдя. бороздообразующего рабочего органа описывается зависимостью в виде

2сгЛ

Ьдн со^1+<р)+2г-°'1П,р+21" м> <18>

где 0 - угол деформации почвы БРО, град.; а - глубина обработки почвы, м; С, - угол входа бороздообразующего рабочего органа в почву, град.

На комбинированном сошнике бороздообразующий рабочий орган установлен впереди плоскорежущей лапы, поэтому для обеспечения взаимного влияния бороздообразующего рабочего органа и лапы горизонтальное расстояние /г (рис. 14) между ними должно удовлетворять условию:

м, (19)

где Сг - угол входа лапы в почву, град.

Рисунок 13 - Схема к определению ширины Рисунок 14- Схема к определению зоны распространения деформации почвы расстояния от носка бороздообразующего бороздообразующегорабочего органа рабочего органа до носка

стрельчатой лапы

Тяговое сопротивление комбинированного сошника Рх можно представить как сумму тяговых сопротивлений бороздообразующего рабочего органа и лапового сошника:

Дх=Лзх+Лло, Н, (20)

где Язх - тяговое сопротивление бороздообразующего рабочего органа, Н; Ячсх - тяговое сопротивление лапового сошника с учетом деформации почвы бороздообразую-щим рабочим органом, Н.

В этом выражении величина ДЛСг представляет собой:

Цжъ-ЪьО-Ц.Ъ (21)

где ЯЛх - тяговое сопротивление лапового сошника, II; к - коэффициент, учитывающий деформацию почвы бороздообразующим рабочим органом и лапой.

Коэффициент к зависит от площади зоны деформации почвы в поперечно-вертикальной плоскости бороздообразующим рабочим органом и лапой. Для его определения получено выражение:

* = (22)

2-Ьл

, м.

где Ьл - ширина захвата лапы, i

Тяговое сопротивление бороздообразующего рабочего органа R3x будет складываться из составляющих:

R3x=2-(R3ax + R3Fx + R№ H, (23)

где RXx - тяговое сопротивление БРО, зависящее от веса пласта, Н; R3Fx - тяговое сопротивление БРО, зависящее от динамического давления пласта, Н; R3J¡X - тяговое сопротивление БРО, зависящее от сопротивления почвы деформации, Н; RKx - тяговое сопротивление БРО, зависящее от сопротивления почвы сжатию затылком затупившегося лезвия, Н.

Составляющие последнего выражения определяются по формулам:

р a„i v Г-(сох2у,+со*С,-sin2 у,) (2

301 = baL '--2-(cos£,-f-sin<Zrsinyl) ' (24>

= W , +f-siny1(ctg2yl+cosCl) ^ я

2g ctgC, -fsiny,

R¡Mx = ■ a -(r ■ sintp, + 1Л sin y,), H, (26)

Rso, = Л,см ■ sin у, ■ f"»rr(ctg2 y1+cosv,)

cosß;- f -sinp3-sinyt ' ' y ' где l„ - длина лезвия бороздообразующего рабочего органа на заданной глубине м-у«, - объемный вес почвы, Н/м ; / - коэффициент трения почвы по металлу; v -'переносная скорость почвенного пласта, м/с; GM - вес машины, Н; <р, - угол трения почвы по бороздообразующему рабочему органу, град.; к, - коэффициент, учитывающий свойства почвы и геометрическую форму бороздообразующего рабочего органа, кг/м с ; ц} - угол резания, град.

Тяговое сопротивление лапового сошника описывается зависимостью в виде:

ЛЛ =2l(b2-a-l2a .Гое ■ f ~(c°s2 У 2 + cos i 7 • sin1 ?■>) +

2 ■ (cos С 2 - f • sin C2 • sin y 2 )

+ ;,,.„■„•' .LüL.irfy^ +f-sinr,(ctg2y, +COSC,) |

2s ctgC2 -f sin y2 (28)

+ k2-a-(r-sin<p+lj, sin y, )]+Á2GM • sin y2 • Sinp, +f-SÍny¡ ■(Ctg2 y2 + COS/J,)

COSflj-f-sin/i J- sin y2 где b2 - ширина пласта почвы, подрезаемого лапой сошника, м; - длина лезвия лапы сошника на заданной глубине, м; к2 - коэффициент, учитывающий свойства почвы и геометрическую форму лапы сошника, кг/м-с2; у2 - угол раствора крыльев стрельчатой лапы сошника, град.; X, - коэффициент, учитывающий давление машины на лаповый сошник.

Рассмотрим колебания бороздообразующего рабочего органа, возникающие в направлении, перпендикулярном перемещению комбинированного сошника, для чего воспользуемся уравнением Лагранжа. За обобщенную координату примем отклонение точки от положения равновесия относительно оси, перпендикулярной направлению движения сошника, обозначив ее через у:

rf-f-e*^^.

где Т - кинетическая энергия системы, Дж; —- - частная производная от кинетиче-

ду

ской энергии по обобщенной координате у, Дж/м; ~ - частная производная от ки-

ду

нетической энергии БРО по обобщенной скорости - проекции скорости на перпендикуляр к направлению движения; Q" - обобщенная сила потенциальных сил, Н; Qd - обобщенная сила диссипативных сил, Н; QB - обобщенная возмущающая сила, Н; у - отклонение точки бороздообразующего рабочего органа от положения равновесия, м. Кинетическая энергия Т комбинированного сошника в данном случае равна:

Г = -а-у!,Дт, (30)

где а - приведенная масса, определяемая по массам точек комбинированного сошника и изменениям их радиус-вектора, кг.

Потенциальная энергия Пм при отклонении бороздообразующего рабочего органа от положения равновесия находится из выражения

П^-с-у2, Дж, (31)

где с - коэффициент жесткости сошника в направлении обобщенной координаты у, Н/м.

Определим производную от Я и Г по обобщенной координате у и обобщенной скорости у и времени

дП дТ . дТ . а дТ

—— = су; — = 0; — = ау; -т--7Г = аУ- (32) ду ду ду Л ду

Так как потери сошника на внутреннее трение малы, то обобщенная сила сопротивления б" находится по выражению:

Н, (33)

где ц - коэффициент сопротивления в направлении обобщенной координаты у, (Нс)/м; у - скорость точки бороздообразующего рабочего органа по оси у, м/с.

При движении сошника его траектория отклоняется от прямой линии за счет того, что на него действует периодическая возмущающая сила. Пусть проекция этой силы на ось у равняется:

(34)

где Я - максимальное значение возмущающей силы, Н; р - круговая частота вынужденных колебаний, с"1; 7 -время, с.

Сила воздействия почвы на сошник Р может быть определена по выражению

F = Яs^л^?f-/^y-c^^H. (35)

В результате преобразований получили дифференциальное уравнение в виде

у+2пу + к,2у = А «и р!, (36)

где п - коэффициент затухания колебаний, с"1; к, - круговая частота затухающих колебаний, с"'; р - круговая частота вынужденных колебаний, с'1; Л - относительная (на 1 кг массы) амплитуда возмущающей силы, Н/кг.

Общее решение дифференциального уравнения (36) при круговой частоте свободных колебаний к > п будет иметь вид:

у = Ае~"' ¡т(к,1 + а) + - Р) , м, (37)

где у - отклонение БРО от положения равновесия, м; А - наибольшая амплитуда затухающих колебаний, м; а - начальная фаза затухающих колебаний, рад.; В - амплитуда вынужденных колебаний, м; ¡3 - начальная фаза вынужденных колебаний, рад.

Продифференцировав (37), получим уравнение скорости бороздообразующего рабочего органа комбинированного сошника:

у = Ае-"' [-тт(к,1 + а)+ к,со*{к,1+а)]+Вр - р). (38) Круговая частота затухающих колебаний к, находится по выражению

А/ = 7рГ7,с-'. (39)

Амплитуда В и фаза tgp вынужденных колебаний определяются как:

м-тгЪ- (40)

№-р2) + 4п2р2 к ~Р

■sina + Fmp -cosct-0;

• eos a + Fmp sin a = 0.

(41)

Уравнение (38) описывает закон движения бороздообразующего рабочего органа комбинированного сошника и показывает отклонение бороздообразующего рабочего орпша от прямолинейного направления движения. Установлено, что применение комбинированного сошника с бороздообразующим рабочим органом шириной 0 02 м установленном на расстоянии 0,07 м от носка стрельчатой лапы до носка бороздообра-зующего рабочего органа и глубине обработки почвы 0,06 м, позволит снизить тяговое сопротивление комбинированного сошника с 1,18 до 1,13 кН, при этом амплитуда поперечных колебаний бороздообразующего рабочего органа не превысит 0,003 м.

Для уменьшения пульсации потока семян катушечным высевающим аппаратом и повышения равномерности распределения семян по площади рассева проводилось теоретическое обоснование технологического процесса работы катушечно-винтового высевающего аппарата (рис.10).

При определении угла наклона а желобков винтовой катушки рассматривали уравнения равновесия действующих сил на семя (рис. 15) со стороны винтовой катушки в проекциях на оси Ох и Оу, которые имеют следующий вид-'-N,

{-С + ^ + Л^

Здесь Ыж - нормальная реакция от воздействия семени на желобок катушки, Н; Fmp - сила трения семени по поверхности желобка, Н; G - вес семени, Н; F„ - сила инерции семени, Н; а - угол наклона желобков катушки, град. У

Уж ' ин

Рисунок 15 - Схема сил, действующих на семя со стороны винтовой катушки: G - вес семени; Fmp - сила трения семени по поверхности желобка, Fm - сила инерции семени; Nx - нормальная реакция от воздействия семени на желобок катушки; а -угол наклона желобков катушки

Выразив реакцию Nx и учитывая, что сила трения Fmp = Nf, после преобразований получили зависимость для определения угла наклона желобков винтовой юпушки а:

а = arctgf, 1рад., (42)

где / - коэффициент трения семени о желобок катушки, град.

Рабочий объем винтовой катушки V, находится по выражению

К - {k,-2-S + 7t-d-C)—-—,м3, (43)

cosa

где к, - коэффициент заполнения семенами желобков винтовой катушки; z - число желобков катушки, шт.; 5 - площадь поперечного сечения каждого желобка, м2-d - диаметр винтовой катушки, м; С - приведенная толщина активного слоя, м; I - рабочая длина винтовой катушки, м.

Расчетами установлено, что угол наклона желобков катушки а должен составлять 20 град.

Площадь поперечного сечения желобка винтовой катушки

где - диаметр винтовой катушки, м;уж - угол наклона боковых частей желобка винтовой катушки, рац.; у' - центральный угол желобка, рад.; Ь - ширина желобка, м; г - радиус кривизны желобка винтовой катушки, м.

Расчетные параметры технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур составили: для сошника с отражателем в семяпроводе - о4=2,25 м/с, Л =0,125 м; для сошника с кулисно-рычажным механизмом распределителя - угол наклона кулисно-рычажного механизма 13,9 град., с2-5,5 кН/м; для комбинированного сошника с бороздообразующим рабочим органом - ¿>=0,02 м, 1Г =0,07 м, Лх=1,13 кН, .Й=0,003 м; для катушечно-винтового высевающего аппарата - угол наклона желобков катушки 20 град., К, =6,7-10'5 м3.

В четвертом разделе «Программа и методика экспериментальных исследований технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур»

приведены программа, структура проводимых экспериментальных исследований, планы постановки опытов, методика проведения измерений, используемые критерии оценки процессов, перечень используемого оборудования и приборов, описание лабораторных и опытных установок.

Программа экспериментальных исследований включала:

- экспериментальные исследования физико-механических свойств семян зерновых культур и почвы;

- экспериментальные исследования в лабораторных условиях;

- экспериментальные исследования в лабораторно-полевых условиях;

- экспериментальные исследования в полевых условиях;

- энергетическую оценку новых технических средств для посева зерновых культур.

Экспериментальные исследования физико-механических свойств семян зерновых

культур и почвы выполнялись с целью обоснования условий проведения испытаний и оптимальных параметров предлагаемых технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур.

Лабораторные исследования проводились с применением классического метода и теории планирования многофакторного эксперимента на установках, смонтированных на почвенном канале, для определения оптимальных значений конструктивных и технологических параметров технических средств для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур.

Лабораторно-полевые исследования реализовывались для проверки возможности применения технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур в реальных условиях и уточнения оптимальных значений их конструктивных и технологических параметров.

Полевые исследования новых технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур выполнялись с целью определения качества их работы.

Проведение экспериментальных исследований осуществлялось в соответствии с ГОСТ 31345-2007 «Сеялки тракторные. Методы испытаний», ГОСТ 20915-75 «Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний», ГОСТ 24055-86 «Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки», ГОСТ Р 52777-2007 «Техника сельскохозяйственная. Методы энергетической оценки», ГОСТ Р 52778-2007 «Испытания сельскохозяйственной техники. Методы экс-

плуатационно-технологической оценки», ОСТ 10 2.3-2002 «Испытания сельскохозяйственной техники. Асинхронный электропривод. Методы оценки», ОСТ 10 5.1-2001 «Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей», СТО АИСТ 10 5.6 -2003 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные и посадочные. Показатели общего назначения. Общие требования», частными методиками, предусматривающими использование оригинальных установок (лабораторные установки для определения качественных и энергетических показателей новых технических средств), созданных в процессе выполнения диссертационной работы. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с применением программам Statistika, MathCad и Excel.

При реализации экспериментальных исследований использовались следующие приборы и средства измерения: рулетка Р 7,5 УЗК, линейка металлическая, весы электронные GM-612, весы медицинские ВМ-20, секундомер СОСпр-2б, бкжсы, сушильный шкаф СШ-3, твердомер Ревякина, бороздомер, набор почвенных решет, штангенциркуль ЩЦ-И, динамометр пружинный ДПУ-0,01/2-1, путеизмерительное колесо, стенд с липкой лентой, рамка размером 0,5x0,5м, мультиметр M9803R, измерительная информационная система ИП 238, плотномер-влагомер Ковалёва, прибор для определения статического угла трения, набор поверхностей, прибор для определения липкости почвы на отрыв, прибор для определения угла естественного откоса.

В петом разделе «Результаты и анализ экспериментальных исследований технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур» приводятся результаты исследований физико-механических свойств семян зерновых культур и почвы. Представлены зависимости, описывающие закономерности влияния новых технических средств для посева зерновых культур на качественные показатели их работы.

В результате исследований установлено, что размеры семян яровой пшеницы сорта Ишеевская варьируют в следующих пределах: длина - 5,33...6,99 мм; ширина -2,33...3,47 мм; толщина - 2,26...3,29 мм. Абсолютная масса семян составила 45,03 г, при объемной массе 743,30±6,12 г/л. Статический коэффициент трения семян по стали окрашенной колебался в пределах от 0,30 до 0,34, а коэффициент восстановления -от 0,66 до 0,68. Определены свойства семян яровой пшеницы сорта Прохоровка. Так, средние значения линейных размеров семян составили: длина - 6,09 мм; ширина -3,04 мм; толщина - 2,59 мм. В отдельных случаях максимальные значения достигали: длина - 6,74 мм; ширина - 3,47 мм; толщина - 3,15 мм, что говорит о средней крупности семян, абсолютная масса семян составила 43,3±0,14 г, при объемной массе 724,6±4,12 г/л. Статический коэффициент трения семян по стали окрашенной изменялся в пределах от 0,28 до 0,33. Исследованиями физико-механических свойств семян озимой пшеницы Безенчукская 380 определены размеры семян, которые варьировали в следующих пределах: длина - 6,02...6,13 мм; ширина - 3,03...3,05 мм; толщина -2,53...2,58 мм. Абсолютная масса семян составила 41,8±0,12 г, при объемной массе 688,3 г/л. Статический коэффициент трения семян по стали окрашенной не превышал 0,33, а коэффициент восстановления - 0,69.

В результате исследований определены физико-механические свойства почвы. Так, объёмный вес почвы в слое 0...8 см составил 10,2-103 Н/м3, а в слое 8... 16 -10,4-103 Н/м3. Фрикционные свойства почвы изменялись в зависимости от влажности почвы, варьирующей в пределах 10...40%, при этом твёрдость почвы колебалась от 11,41 до 1,45 МПа, а липкость на отрыв - от 0,02 до 0,2 Па Коэффициент трения почвы по стали изменялся от 0,5 до 0,85, при этом максимального значения достигал при влажности почвы 30%.

По результатам экспериментальных исследований сеялки (рис. 16, а) для под-почвенно-разбросного посева, оснащенной сошниками с отражателями в семяпроводах, в лабораторных условиях определена высота установки отражателя в семяпроводе Н= 18...29 мм, которая обеспечивает наилучшее формирование потока семян шириной В=20...35 мм (рис. 17, а) и толщиной Г=7...8,2 мм при максимальной дальности их полета £=125... 130 мм (рис. 17, б), соответствующей расчетному параметру ¿=0,125 м. Обоснован выбор рационального типа распределителя семян, выполненного в виде разведенных в противоположные стороны в поперечно-горизонтальной плоскости двух симметричных по линии изгиба крыльев и обеспечивающего частоту появления квадратов с одним семенем 37,2%, число квадратов с одним и двумя семенами - 67,4%, коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева, - 61,7% и частоту появления пустых квадратов - 14,2%.

Рисунок 16-Общий вид технических средств для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур: а) сеялка с сошниками с отражателями в семяпроводах; б) сеялка с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей; в) сеялка-культиватор с комбинированными сошниками; г) сеялка-культиватор с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами

_ но

ц 24

20

«5"

| 16

С 12

с »

2 4

с* « 0

5.

§

з

8 80 1 I 60

I ^ 40

I -

£ о

_ ЦН) - -О.Г6Н?+ 6.ШН + 61 Л'- 0,980

Высота установки ошражшнеля от дна боровы Н, мм

Высота установки онц)ажателя от дна 0оро1ды Н, МЯ1

Рисунок 17 -Зависимость высоты установки отражателя (Н) от: а) ширины потока семян (В); б) дальности полета семян (Ь)

При определении оптимальных конструктивных параметров сошника с отражателем в семяпроводе выполняли априорное ранжирование факторов и отсеивающие эксперименты, которые позволили выявить три наиболее существенных фактора, влияющих на распределение семян по площади рассева: расстояние от распределителя семян до семяпровода а; угол наклона линии изгиба крыльев распределителя семян а; высоту установки отражателя от дна борозды #. Используя теорию планирования трехфактор-ного эксперимента, находили коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева. В результате расчета получено уравнение регрессии вида: и=1381,992-6,804а-40,038а+18,143Н-0,068аа+0,045аН--0,352ссН+0,585а2+0,328с?+0,159Н2. (45)

Затем строили сечения поверхности отклика с контурными линиями (рис. 18), анализ которых показал, что оптимальные значения конструктивных параметров сошника с отражателем в семяпроводе находились в интервалах: а=8... 10 мм, «=74...78 град., #=21...27 мм, при этом коэффициент вариации (у) составлял 59...62%.

Расстояние между распределителем Расстояние между распределителем

семян и семяпроводом а, мм щ семян и семяпроводом а, мм

Рисунок 18 — Сечения поверхности отклика, характеризующие зависимость распределения семян зерновых культур (у) от расстояния между распределителем семян и семяпроводом (а) и: а) высоты установки отражателя от дна борозды (Н); б) угла наклона линии изгиба крыльев распределителя семян (а)

Лабораторно-полевые исследования сеялки с сошниками с отражателями в семяпроводах позволили уточнить оптимальные значения ее конструктивных параметров: расстояние между распределителем семян и семяпроводом а-8 мм, угол наклона линии изгиба крыльев распределителя семян а=76 град, и высоты установки отражателя от дна борозды #=24 мм. Установлено, что скорость движения посевного агрегата в диапазоне 4,8...8,6 км/ч не оказывала существенного влияния на нарушение технологического процесса подпочвенно-разбросного посева; доля семян, находящихся в слое 40...60 мм, составляла 84,6%, а коэффициент вариации - 58,1%.

Полевые исследования сеялки с сошниками с отражателями в семяпроводах (рис. 16, а) показали, что при норме высева семян яровой пшеницы сорта Ишеевская 225 кг/га отклонение фактической нормы высева от заданной не превышала 2,9%, доля семян, находящихся в слое 0,04.. .0,06 м, - 84,6% число семян, не заделанных в почву, отсутствовало, коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева, составлял 58,1%, что в конечном счете привело к повышению урожайности до 20...23%. Максимальная урожайность наблюдалась при минимальной обработке почвы, которая включала в себя безотвальную обработку. Тяговое сопротивление сеялки, оснащенной сошниками с отражателями в семяпроводах, при глубине посева 0,05 м и производительности за час основного времени 3,1 га/ч составило 15,12 кН (информационно-измерительная система ИП-238), а удельные энергозатраты - 11,7 кВт ч/га.

В ходе проведения экспериментальных исследований сеялки, оснащенной сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей (рис. 16,6), в лабораторных условиях установлено, что для дальнейших исследований целесообразно использовать ползун с криволинейной выпуклой поверхностью и отношением основания ползуна к его высоте, равным 1/2, которому соответствовали наименьший коэффициент вариации - 58,8%, частота появления пустых квадратов - 21,5%, число квадратов с одним семенем - 36,6%, с двумя семенами - 21,9%.

Обоснование оптимальных конструктивных параметров сошника с кулисно-рычажным механизмом распределителей выполнялось с использованием методики многофакторного эксперимента. Основными факторами, существенно влияющими на распределение семян по площади рассева, являлись длина рычага кулисно-рычажного механизма 12, высота выходного окна семяпровода А и угол наклона рычага кулисно-рычажного механизма а. На основании выполненных расчетов получено уравнение: 2,881-10,54712+342,685 И-15,158 а-0,253122-Ю7,979 И2-0,665 ^--1,187-!2И+1,81812а-0,506ка. (46)

Для изучения поверхности отклика строились сечения (рис. 19) с контурными линиями, соответствующие определенным значениям параметра оптимизации. Их анализ показал, что оптимальные значения исследуемых параметров находятся в интервалах: /=180...220 мм, А =13,5... 15,5 мм, а=11,5... 15 град.

17

а)

Длина рычага кулисно-рычажного механизма /> мм

б)

Высота выходного окна семяпровода И, мм

Рисунок 19 - Сечения поверхности отклика, характеризующие зависимость распределения семян по площади рассева сошником с кулисно-рычажным механизмом распределителя от: а) длины рычага кулисно-рычажного механизма (12) и высоты выходного окна семяпровода (И); б) высоты выходного окна семяпровода (И) и угла наклона кулисно-рычажного механизма (а)

Подтверждена необходимость применения на сошнике с кулисно-рычажным механизмом пружин распределителя и кулисы с коэффициентом упругости с2 = 5,0...6,2 кН/м (расчетное значение 5,5 кН/м) и с;=6,5...7,5 кН/м соответственно.

В результате лабораторно-полевых исследований сеялки (рис. 16,6) с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей определены зависимости распределения семян по площади рассева от длины рычага КРМ 12 (рис. 20, а), высоты выходного окна семяпровода И (рис. 20, б), угла наклона рычага КРМ а (рис. 20, в) и скорости движения агрегата. Оптимальные значения данных параметров составили: длина рычага кулисно-рычажного механизма /¿=180 мм; высота выходного окна семяпровода А=15 мм; угол наклона кулисно-рычажного механизма а=14 град, (расчетное значение 13,9 град.); скорость движения посевного агрегата 6,2...9 км/ч; коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева, не более 52 %.

s бо

■ 1 —1 0,0071/- 2,465Ij + 2"'0,J R*—0,986

N

а)

150 ISO 1~0 1 SO 190 Длина рычага кулисно-рычажного механизма 1* яш

•е.

6S 65 62 59 S6 53 5 О

>

vihi - 4,090h3-123,5h+ 984,1 /

/

// t

55

46

= 54

6 ...

52

•s.

•< 50

v(ä) - 0,03 5 et- 0,9"5 a+ 59.29 R:~ 0.989 /

\ /

4 У

в)

6 20 14 ¡8 22 Угол наклона кулисно-рычажного механтма а, гра&.

14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 у Высота выходного окна семяпровода II, лш

Рисунок 20 - Зависимости распределения семян по площади рассева сеялкой с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей от: а) длины рычага кулисно-рычажного механизма (12); б) высоты выходного окна семяпровода (И); в) угла наклона кулисно-рычажного механизма (а )

Результаты полевых исследований сеялки с сошниками для подпочвенно-разбросного посева с кулисно-рыжачными механизмами распределителей семян показали, что она устойчиво выполняет технологический процесс посева зерновых культур в диапазоне скоростей 6...9 км/ч. При норме высева семян яровой пшеницы сорта Прохоровка 225 кг/га отклонение фактической нормы высева составило не более 2,92%, доля семян, находящихся в слое 40...60 мм, - 85,7%, неустойчивость общего высева -2,75%, дробление семян — не более 1,2 %, число семян, не заделанных в почву, 0 шт./м2, наблюдалось отсутствие забивания и залипания рабочих органов почвой. Применение сеялки позволило повысить урожайность зерновых культур на 21...24%, а наибольшая урожайность достигалась при минимальной обработке почвы, предусматривающей мульчирование. Тяговое сопротивление сеялки, оснащенной сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей, при глубине посева 0,05 м и производительности за час основного времени 3,1 га/ч составило 14,5 кН, а удельные энергозатраты - 11,2 кВт ч/га.

Экспериментальные исследования сеялки-культиватора (рис. 16, в) для подпочвен-но-разбросного посева зерновых культур, оснащенной комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами (БРО), в лабораторных условиях проводились для обоснования его конструктивных параметров методом планирования многофакторного эксперимента. Выявлены три наиболее значимых параметра, оказывающие наибольшее влияние на тяговое сопротивление R<. комбинированного сошника. Это угол крошения бороздообразующего рабочего органа расстояние от носка стрельчатой лапы сошника до носка бороздообразующего рабочего органа 1Г и высота установки бороздообразующего рабочего органа h. После обработки результатов получено уравнение регрессии рабочего процесса комбинированного сошника при движении в почве:

Rc =2,170627-0,036731- £¡-0,080112- lr-0,014416- h +0,000558- +0,00371/+

+0,00371Г2+0,000278 h2+0,000313- lr+0,00005- £,-h+0,000458h lr. (47) Затем строились сечения поверхности отклика с контурными линиями, анализ которых позволил определить оптимальные значения исследуемых параметров: угол

крошения бороздообразующего рабочего органа = 28...31 град., расстояние от носка стрельчатой лапы сошника до носка бороздообразующего рабочего органа 4 = 70.. .90 мм, высота установки бороздообразующего рабочего органа й =14... 18 мм, при этом тяговое сопротивление Кс комбинированного сошника составило 1,15 кН.

Обоснована целесообразность применения распределителя семян в виде полинома пятой степени. Так, частота появления квадратов с одним семенем составила 30,4%, пустых квадратов - 1,6%, квадратов с числом семян одно и два - 55,2%, среднее арифметическое значение количества семян в квадрате т=1,78, при этом коэффициент вариации (у), характеризующий распределение семян по площади рассева, не превышал 48,3%.

Лабораторно-полевые исследования сеялки-культиватора с комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами (рис. 16, в) позволили определить зависимости между расстоянием от носка стрельчатой лапы до носка БРО1Г (рис. 21, а), углом крошения БРО <5 (рис. 21, б), высотой закрепления БРО на стойке сошника /г и удельным тяговым сопротивлением посевного агрегата Анализ полученных зависимостей показал, что при угле крошения БРО & = 25 град, высоте закрепления БРО на стойке сошника А = 18 мм, расстоянии от носка стрельчатой лапы до носка БРО ¡г = 70 мм, удельное тяговое сопротивление Яу сеялки-культиватора составило 3,48 кН/м.

s,s a¡ «. * S sJ,í S 05

= = 3.4 « г " 2 S

"у. lr)~ U,002) R- г-0Л321г+ 3.Í2S ■0,«í» —

•

- —■

Яу.Ог - 0,0021f - 0,0361/И R--0,969 3J64

50 ~0 90 110 1¡0 150 Расстояние от носка бороздообразующего органа до носка стрельчатой лапы 1Г • Стернееой фон ШПаровойфон

25 30 35 40

Угол крошения бороздообразующего органа Ci. град. * Стернесои фон

о\ *Стернееой фон ШПаровопфон ^

Рисунок 21 - Зависимость изменения удельного тягового сопротивления (Яу) сеялки-культиватора с комбинированными сошниками от: а) расстояния от носка бороздообразующего рабочего органа до носка стрельчатой лапы (1г): б) угла крошения бороздообразующего рабочего органа

Кроме того, установлено влияние скорости движения сеялки-культиватора с комбинированными сошниками на величину ее удельного тягового сопротивления (рис. 22) при глубине посева 0,04, 0,06 и 0,08 м. Так, при глубине посева 0,06 м скорость движения сеялки-культиватора не должна превышать 3,06 м/с, при этом ее удельное тяговое сопротивление не превысит 3,56 кН/м.

Л 4*

м

Ü 4 i S

II"

5

Яу(о1- 0.011ч'-0,1. Rtm 0.998 'и* 3.846

Иу(1Л-Ав lu>-0,10!v-'-0,996 3.S-9 > y-

i ^

__i ■$.009*t-0,l R'-0.99l 98o+3.2'S

Рисунок 22 — Влияние скорости (и) и глубины посева (а) на удельное тяговое сопротивление (Иу) сеялки-культиватора с комбинированными сошниками при работе на стерневом фоне

1,94 2,5 3,06 3,62 4,18 Скорость движения агрегата о, кяь'ч *а-0,01и Ша-0Мм ía=0M*t

Лабораторно-полевые исследования сеялки-культиватора с комбинированными сошниками подтвердили результаты теоретического обоснования. При ширине бороздо-образующего рабочего органа 6=0,002м, расстоянии от носка бороздообразующего рабочего органа до носка лапы 1Г=0,07 м сопротивление перемещению сошника в почве составило Ях=1,13кН, а удельное тяговое сопротивление сеялки-культиватора /?у=3,5 кН/м.

Полевые исследования посевного агрегата, состоящего из трактора Т-150К и двух сеялок-культиваторов для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур с комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами шириной захвата 7 м, показали, что при норме высева семян озимой пшеницы сорта Московская 39 300 кг/га отклонение фактической нормы высева от заданной не превышало 2,4%, доля семян, находящихся в слое 60±10 мм, составила 86,9%, неустойчивость общего высева - 2,5%, число семян, не заделанных в почву, - 0 шт./м2, высота гребней после прохода сеялки-культиватора - 39 мм, коэффициент вариации, характеризующий равномерность распределения семян, - 47,5%, дробление семян - не более 1,1%, уничтожение сорняков - 100%, содержание эрозионно-опасных частиц размером менее 1 мм в слое 0-5 см не возрастало, отсутствовало забивание и залипание рабочих органов почвой. Применение посевного агрегата позволило повысить урожайность зерновых культур до 10%, причем наибольшая урожайность наблюдалась при нулевой обработке почвы. Тяговое сопротивление двухсеялочного агрегата с комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами при прямом посеве на глубине 0,06 м и производительности за час основного времени 6,02 га/ч составило 24,5 кН, а удельные энергозатраты - 9,7 кВт-ч/га. Удельное тяговое сопротивление экспериментальной сеялки-культиватора составило 3,5 кН/м, а базовой - 3,9 кН/м, на паровом фоне соответственно 3,2 кН/м и 3,3 кН/м. Таким образом, экспериментальная сеялка-культиватор позволяет снизить тяговое сопротивление на стерневом фоне на 10,2%, а на паровом фоне до 3%.

По результатам экспериментальных исследований сеялки-культиватора для подпочвенно-разбросного посева, оснащенной катушечно-винтовыми высевающими аппаратами (рис. 16, г), в лабораторных условиях установлено, что для дальнейших исследований целесообразно использовать сочетание катушки, желобки которой выполнены по винтовой линии под углом 20 град, к ее осевой линии, и клапана, линия обреза задней торцевой части которого выполнена в виде прямоугольной формы. Этому сочетанию соответствовал наименьший коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева 42,7%, частоту появления пустых квадратов - 10,9%, квадратов с одним семенем - 42,5%, квадратов с двумя семенами - 37,3%, среднее арифметическое значение количества семян в квадрате -1,56 шт.

Обоснование оптимальных конструктивных параметров катушечно-винтового высевающего аппарата выполнялось с использованием методики многофакторного эксперимента, для чего были выявлены три наиболее значимых фактора, существенно влияющих на распределение семян по площади рассева. Это угол наклона желобков катушки а, угол наклона торцевой части клапана р и высота расположения обреза торцевой части клапана И. Используя теорию планирования трехфакгорного эксперимента, находили коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева. После обработки результатов получено уравнение:

у=- 640,47 +39,313-а +1,128-р +26,822-И-0,970-а 2-0,005-р2-С,612-И2. (48)

Для изучения поверхности отклика строились сечения (рис. 23) с контурными линиями. Анализ сечений поверхности отклика показал, что оптимальные значения конструктивных параметров находились в интервалах: угол наклона желобков катушки а=18,4...20,1 град., угол наклона торцевой части клапана /?= 71...98 град., высота расположения обреза торцевой части клапана й=15... 17,1 мм.

п

17 16 % и

На"

13

8 48

й "

о

"Ч к А.

/ 1 « N N ' 1 \

ч ' ч ^ .4 1.5 ) ;

42,8 /

к.-- - •»

а)

11 19 20

Угол наклона желобков катушки а, мм

21

120

б)

Угол наклона торцевой часта клапана, Р град.

Рисунок 23 - Сечения поверхности отклика, характеризующие зависимость распределения семян по площади рассева от: а) угла наклона желобков катушки (а)

и высоты расположения обреза торцевой части клапана (к); б) угла наклона торцевой части клапана (/}) и высоты расположения обреза торцевой части клапана (к)

В результате лабораторно-полевых исследований сеялки-культиватора с катушеч-но-винтовыми высевающими аппаратами (рис. 16, г) были уточнены оптимальные значения ее конструктивных параметров и определены зависимости распределения семян по площади рассева от угла наклона желобков катушки а (рис. 24, а), угла наклона торцевой части клапана р (рис. 24, б) и высоты расположения обреза торцевой части клапана й (рис. 24, в). Так установлено, что угол наклона желобков катушки должен составлять а =20 град, (при теоретическом обосновании а =20 град.), угол наклона торцевой части клапана - /3 =90 град., высота расположения обреза торцевой части клапана -А=16 мм, при этом коэффициент вариации изменялся в пределах 40,1. ..41,5%.

-0.0 ¿б*1-¡.-Х9«< Л1-0,94

V NN /

\л К

а)

3

5

ю :о зо 40

У.'мяеклме жеяо9ков кйгцуинм а, ;ра6.

\

- 0.29Я?' Л— 0.9 29к +115.0 п // /У

\ у

<

12 16 20 Высота расплложення о{рал торп/еои чванц кганвнл Ь, мм

.1

я

| 60 я

I

С

1 50

\ ' 0.006р> К" ■шци 0,991 91.09

\ // // /

Ч У

б)

} го го 90 ш ш но

Угез наклеил торцевой части ммшД

Рисунок 24 - Зависимость распределения

семян зерновых культур сеялкой-культиватором с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами от:

а) угла наклона желобков катушки (а);

б) угла наклона торцевой части клапана ф); в) высоты расположения обреза торцевой части клапана (И)

Полевые исследования сеялки-культиватора с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами показали устойчивое выполнение технологического процесса посева семян зерновых культур в диапазоне скоростей 2,3...3,63 м/с. При нулевой обработке

почвы и норме высева семян озимой пшеницы сорта Безенчукская 380 225 кг/га отклонение фактической нормы высева от заданной составило 2,9%, неравномерность высева между высевающими аппаратами - 2,7%, неустойчивость общего высева 0,7%, дробление семян - 0,1%, доля семян, находящихся в слое 50±10 мм, составила 86,5%, число семян, не заделанных в почву, - 0 шт./м2, высота гребней после прохода сеялки-культиватора - 39 мм, коэффициент вариации, характеризующий равномерность распределения семян, - 40,1%, уничтожение сорняков - 100%, содержание эрозионно-опасных частиц размером менее 1 мм в слое 0-5 см не возрастало, что в конечном счете привело к повышению урожайности до 24 %. Тяговое сопротивление двухсеялочного агрегата с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами и комбинированными сошниками при прямом посеве на глубине 0,05 м и производительности за час основного времени 6,02 га/ч составило 23,9 кН, а удельные энергозатраты - 9,48 кВт-ч/га.

По результатам внедрения посевных машин в ЗАО «Петровский хлеб», ООО «Кур-гановский», ФГУП «Учебно-опытное хозяйство «Рамзай» Пензенской ГСХА», ООО «Новый Век Пенза», ТНВ «Кулагин и К» и ОАО «Ночкинское хлебоприемное предприятие» Пензенской области установлено, что для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур при минимальной обработке почвы, включающей в себя безотвальное рыхление, рекомендуется использовать сеялки, оснащенные сошниками с отражателями в семяпроводах; при минимальной обработке почвы, предусматривающей дисковое боронование, - сеялки, оснащенные сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей; при нулевой обработке почвы - сеялки-культиваторы, оснащенные комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами, при этом разработанные посевные машины следует оснащать катушечно-винтовыми высевающими аппаратами.

Таким образом, новые технические средства для подпочвенно-разбросного посева вписываются в технологию производства зерновых культур зоны Среднего Поволжья и могут найти применение в зерносеющих хозяйствах.

В шестом разделе «Экономическая эффективность энергосберегающей технологии и технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур» приведены результаты расчета экономической эффективности предлагаемой энергосберегающей технологии и технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, которые показали, что при производительности посевного агрегата за час сменного времени 4,13 га/ч, совокупных затратах денежных средств 100,81 руб./га, затратах труда 0,72 чел.-ч/га и капитальных вложениях 689,5 тыс. руб. годовая экономия совокупных денежных средств от эксплуатации сеялки-культиватора с комбинированными сошниками и катушечно-винтовыми высевающими аппаратами (за счет повышения качества посева, производительности и снижения удельного сопротивления посевного агрегата) при нормативной загрузке 90 ч составила 46,31 тыс. руб. Капитальные вложения окупятся за 2,14 года, а верхний предел цены новой техники составил 1,3 тыс. руб.

Итогом исследований явилось экономическое и энергетическое обоснование эффективности применения энергосберегающей технологии, для чего были составлены технологические карты на возделывание яровой и озимой пшеницы при традиционной, минимальной и нулевой обработках почвы. Для озимой пшеницы сорта Безенчукская 380 энергетические затраты при нулевой обработке почвы по сравнению с традиционной снизились на 1471,3 МДж/га, а себестоимость 1 ц продукции - в 1,4 раза.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложена усовершенствованная энергосберегающая технология возделывания яровой и озимой пшеницы при минимальной и нулевой обработках почвы, отличающаяся от ранее известных применением посевных машин для подпочвенно-разбросного посева. Это позволило разработать функциональную схему подпочвенно-разбросного посева зерновых культур и структурные схемы технологического процесса высевающего аппарата и сошника, на основе которых предложены следующие конструктивно-технологические схемы технических средств: подпочвенно-разбросной сошник с отражателем в семяпроводе (патент РФ на изобретение №2185715) для повышения равномерности распределения семян по площади рассева на заданной глубине; подпочвенно-разбросной сошник с кулисно-рычажным механизмом распределителя для устранения забивания подсошникового пространства почвой, растительными остатками и семенным материалом, а также повышения равномерности распределения семян по площади рассева; комбинированный сошник с бороздообразующим рабочим органом (патенты РФ на изобретение №2368114, №2399186 и №2399187) для снижения тягового сопротивления сеялки-культиватора и повышения равномерности распределения семян; катушечно-винтовой высевающий аппарат для уменьшения пульсации потока семян и повышения равномерности распределения семян по площади рассева (патент РФ на изобретение №2384040).

2. Теоретически обоснованы конструктивные и технологические параметры новых технических средств и получены: для сошника с отражателем в семяпроводе - выражения для определения движения семени в семяпроводе сеялки; скорости семени при движении на вертикальном и криволинейном участках семяпровода сошника, при взаимодействии с отражателем и распределителем, его абсолютной скорости и дальности полета; для сошника с кулисно-рычажным механизмом распределителя - закономерности для нахождения сил, действующих на рабочий орган, кинетической и потенциальной энергии, частоты свободных колебаний, удлинения пружины распределителя, угла поворота кулисно-рычажного механизма, времени закрытия выходного окна семяпровода; для комбинированного сошника - зависимости для определения ширины бороз-дообразующеш рабочего органа, зоны распространения деформации почвы и расстояния от носка бороздообразующего рабочего органа до носка стрельчатой лапы, тягового сопротивления комбинированного сошника и его составляющих, величины поперечных смещений комбинированного сошника с бороздообразующим рабочим органом; для катушечно-винтового высевающего аппарата - выражения для нахождения угла наклона желобков, рабочего объема и рабочей длины винтовой катушки, количества желобков и площади их поперечного сечения.

3. Разработаны и изготовлены новые технические средства для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, определены оптимальные значения конструктивных и технологических параметров в лабораторных условиях: для сошника с отражателем в семяпроводе - при расстоянии между распределителем семян и семяпроводом 0,008...0,01 м, высоте установки отражателя от дна борозды 0,021...0,027 м, угле наклона линии изгиба крыльев распределителя 74...78 град., коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева, составил 59...62%, а дальность полета семян - 0,125. ..0,130 м; для сошника с кулисно-рычажным механизмом распределителя - при длине рычага кулисно-рычажного механизма 0,180...0,22 м, высоте выходного окна 0,135...0,155 м, угле наклона кулисно-рычажного механизма 11,5... 14,5 град, коэффициент вариации составил 54,7...58,8%; для комбинированного

сошника - при угле крошения бороздообразующего рабочего органа 28...31 град., высоте его установки 0,014...0,018 м, расстоянии от носка бороздообразующего рабочего органа до носка стрельчатой лапы 0,07...0,09 м, глубине хода 0,06 м тяговое сопротивление сошника составило 1,15кН, коэффициент вариации - 48,3%; для катушечно-винтового высевающего аппарата - при угле наклона желобков 18,4...20,1 град., угле наклона торцевой части клапана 71...98 град., высоте расположения обреза торцевой части клапана в пределах 0,015...0,017 м, коэффициент вариации изменялся в пределах 40,5...41,5%.

4. Разработаны и изготовлены совместно с ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской обл.) серийные образцы сеялки-культиватора с комбинированными сошниками и сеялки-культиватора с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами, а совместно с ОАО «Завод Белинсксельмаш» (г. Каменка Пензенской обл.) опытные образцы сеялки с сошниками с отражателями в семяпроводах, сеялки с сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей семян.

Результаты лабораторно-полевых и полевых исследований посевных машин показали, что при установке конструктивных параметров: сеялки с сошниками, оснащенными отражателями в семяпроводах, на оптимальные (расстояние от распределителя семян до семяпровода 0,08 м, угол наклона линии изгиба крыльев распределителя 76 град, и высота установки отражателя от дна борозды 0,024 м) доля семян, находящихся в слое 0,04...0,06 м, составляла 84,6%, коэффициент вариации, характеризующий распределение семян по площади рассева, - 58,1 %, тяговое сопротивление сеялки - 15,12 кН, а удельные энергозатраты - 11,7 кВт-ч/га; сеялки с сошниками с ку-лисно-рычажными механизмами распределителей семян на оптимальные (угол наклона кулисно-рычажного механизма 14 град., высота выходного окна 0,015 м и длина рычага кулисно-рычажного механизма 0,180 м) доля семян, находящихся в слое 40...60 мм, составила 85,7%, коэффициент вариации - не более 52%, тяговое сопротивление сеялки - 14,5 кН, а удельные энергозатраты - 11,2 кВт-ч/га; сеялки-культиватора с комбинированными сошниками на оптимальные (угол крошения бороздообразующего рабочего органа 25 град., высота установки бороздообразующего рабочего органа 0,018 м, расстояние от носка бороздообразующего рабочего органа до носка стрельчатой лапы 0,07 м) доля семян, находящихся в слое 60±10 мм, составила 86,9%, коэффициент вариации - 47,5%, тяговое сопротивление двухсеялочного агрегата - 24,5 кН, а удельные энергозатраты - 9,7 кВт-ч/га; сеялки-культиватора с катушечно-винтовыми высевающими аппаратами на оптимальные (угол наклона желобков катушки 20 град., угол наклона торцевой части клапана 90 град., высота расположения обреза торцевой части клапана 0,016 м) отклонение фактической нормы высева от заданной составило 2,9%, неравномерность высева между высевающими аппаратами - 2,7%, неустойчивость общего высева - 0,7%, дробление семян - 0,1%, коэффициент вариации - 40,1%, тяговое сопротивление двухсеялочного агрегата - 23,9 кН, а удельные энергозатраты - 9,48 кВт-ч/га.

В результате экономического обоснования применения энергосберегающей технологии и технических средств для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур установлено, что годовая экономия совокупных денежных средств от эксплуатации сеялки-культиватора с комбинированными сошниками и катушечно-винтовыми высевающими аппаратами составила 46,31 тыс. руб.

Рекомендации

Для внедрения подпочвенно-разбросного посева зерновых культур в регионах рекомендуется:

- усовершенствованная энергосберегающая технология возделывания зерновых культур, предусматривающая минимальную и нулевую обработку почвы (при необходимости в сочетании с гербицидами), подпочвенно-разбросной посев, внесение удобрений, применение химических средств защиты растений, уборку и транспортировку зерна;

- после минимальной обработке почвы, предусматривающей безотвальное рыхление, использовать сеялки, оснащенные сошниками с отражателями в семяпроводах;

- после минимальной обработке почвы, предусматривающей дисковое боронование, использовать сеялки, оснащенные сошниками с кулисно-рычажными механизмами распределителей;

- при нулевой обработке почвы применять сеялки-культиваторы, оснащенные комбинированными сошниками с бороздообразующими рабочими органами;

- на предлагаемых сеялках использовать катушечно-винтовые высевающие аппараты.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1.Ларюшин, Н.П. Сеялка для подпочвенно-разбросного посева / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев // Сельский механизатор. - 2005. - №4. - С. 2,18.

2. Мачнев, A.B. Движение семени при ударе о поверхность распределителя семян / A.B. Мачнев // Техника в сельском хозяйстве. - 2005. - №4. - С. 26-28.

3. Ларюшин, Н.П. Лабораторные исследования сошника сеялки-культиватора с бороз-дообразующим рабочим органом / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.В. Шумаев // Нива Поволжья. - 2008. - №3(8).- С. 60- 63.

4. Ларюшин, Н.П. Полевые исследования сошника сеялки-культиватора ССВ-3,5 / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.В. Шумаев // Нива Поволжья. - 2009. - №1(10). - С. 74-76.

5. Ларюшин, Н.П. Теоретические исследования сошника с бороздообразующим рабочим органом / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.В. Шумаев // Нива Поволжья. -20Ю.-№1(14). - С. 58-61.

6. Мачнев, A.B. Обеспечение наименьшей деформации семени при ударе о распределитель / A.B. Мачнев // Нива Поволжья. - 2010. - №2(15). - С. 63-65.

7. Мачнев, A.B. Влияние кинематики привода зерновых сеялок на качество посева / A.B. Мачнев // Техника в сельском хозяйстве. - 2010. - №4. - С. 41-42.

8. Мачнев, A.B. Кинематика семян при подпочвенно-разбросном посеве / A.B. Мачнев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2010. - №8. - С. 47-48.

9. Мачнев, A.B. Движение семени по семяпроводу зерновой сеялки / A.B. Мачнев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2010. - №9. - С. 11-12.

10. Мачнев, A.B. Силы, действующие на лаповый сошник с параллелограммным механизмом подвески / A.B. Мачнев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2010,- № 10. - С. 60-61.

11. Мачнев, A.B. Условия наименьшего травмирования семян при подпочвенно-разбросном посеве / A.B. Мачнев //Тракторы и сельхозмашины. -2010. -№11. - С. 22-23.

12. Мачнев, A.B. Влияние поперечных смешений комбинированного сошника на качество посева /A.B. Мачнев//Нива Поволжья. -2010.-№4(17). - С. 41-44.

13. Ларюшин, Н.П. Сеялка сплошного высева с комбинированными сошниками / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.В. Шумаев // Тракторы и сельхозмашины. - 2011. - №2. - С. 11-12.

14. Ларюшин, Н.П. Исследование кулисно-рычажного механизма распределителя семян / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. -№2.-С. 2-3.

15. Структурная оценка энергосберегающей технологии возделывания зерновых культур и рабочих органов посевных машин /Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, М.А. Ларин, А.Н. Хо-рев // Нива Поволжья. - 2011. - №2(19). - С. 71-78.

16. Ларюшин, Н.П. Исследование сеялки с лаповыми сошниками для подпочвенно-разбросного посева / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев И Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. - №4. - С. 5-7.

Патенты на изобретения

17. Пат. № 2185715 РФ, МПК А01С 7/20. Сошник для подпочвенного разбросного посева семян сельскохозяйственных культур / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.А. Барцев и др. -№2000107958/13; Заявлено 30.03.2000; Опубл. 27.07.2002, Бюл. №21. - 7 с.

18. Пат. №2368114 РФ, МПК А01С 7/20. Сошник стерневой сеялки / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.В. Шумаев и др. - №2008107159; Заявлено 26.02.2008; Опубл. 27.09.2009, Бюл. №27.-4 с.

19. Пат. №2384040, МПК А01С 7/12. Высевающий аппарат / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, A.B. Шуков и др. -№200814530i/12; Заявлено 17.11.2008; Опубл. 20.03.2010, Бюл. № 8. -10 с.

20. Пат. РФ №2399186, МПК А01С 7/20. Сошник для разбросного посева / Н.П. Ларюшин, AB. Мачнев, В.В. Шумаев и др. - №2008134094/12; Заявлено 19.08.2008; Опубл. 20.09.2010 Бюл. № 26. -9 с.

21. Пат. РФ №2399187, МПК А01С 7/20. Сошник для разбросного высева семян и удобрений / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.В. Шумаев и др. - №2009107438/12; Заявлено 02.03.2009. Опубл. 20.09.2010, Бюл. № 26. -9 с.

Монографии, учебные пособия, справочники, рекомендации

22. Посевные машины: Теория, конструкция, расчет: Монография / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев, В.В. Шумаев и др. - М.: Росинформагротех, 2010.-292 с.

23. Краткий справочник агронома / А.Ф. Блинохватов, Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев и др. - Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - 370 с.

24. Ларюшин, Н.П. Краткий справочник по регулировкам сельскохозяйственных машин / Н.П. Ларюшин, A.B. Мачнев. - Пенза: РИО ПГСХА, 2003. - 180 с.

Публикации в центральных журналах, сборниках научных трудов и материалах конференций

25. Мачнев, A.B. Научное обоснование сошника подпочвенно-разбросного типа для посева зерновых / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, // Современные проблемы науки в АПК: материалы научной конференции профессорско-преподавательского состава и специалистов сельского хозяйства - Пенза: РИО ПГСХА, 1999. - С. 66-68.

26. Мачнев, A.B. Сошник для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, Д.А. Почивалов // Фундаментальные разработки, исследования и новые технологии в сельском хозяйстве на пороге III тысячелетия: сборник материалов I Всероссийской научно-производственной конференции молодых ученых. - Пенза' РИО ПГСХА, 2000. - С. 42-43.

27. Мачнев, A.B. Модернизация подвески сошников сеялки ССВ-4,5 / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов, Т.Г. Кирюхина, Т.Г. Федина, И.С. Калинина // Фундаментальные разработки, исследования и новые технологии в сельском хозяйстве на пороге Ш тысячелетия: сборник материалов I Всероссийской научно-производственной конференции молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2000. - С. 35-36.

28. Мачнев, A.B. О технологическом процессе высева семян зерновых культур сошником для подпочвенного разбросного посева / A.B. Мачнев // Материалы научно-практической конференции (V неделя науки МГТИ). - Майкоп, 2001. - С. 44-45.

29. Мачнев, A.B. Технологический процесс подпочвенного разбросного посева / A.B. Мачнев И Почва, жизнь, благосостояние: сборник материалов II международной научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2001. - С. 104-106.

30. Мачнев, A.B. Обоснование конструктивно-технологических параметров сошника для подпочвенного разбросного посева семян зерновых культур / A.B. Мачнев // Материалы научно-практической конференции (V неделя науки МГТИ). - Майкоп, 2001. - С. 45-46.

31. Мачнев, A.B. Распределение семян рабочим органом при подпочвенно-разбросном посеве / A.B. Мачнев // Совершенствование технологии и технических средств механизации в сельском хозяйстве: сборник научных трудов по материалам научно-практической конференции «Проблемы сельского хозяйства и пути их решения». - Пенза' РИО ПГСХА, 2001. - С. 111-114.

32. Мачнев, A.B. Элементы теории взаимодействия семян с распределителем / A.B. Мачнев // Материалы научно-технической конференции молодых ученых инженерного факультета. - Пенза: РИО ПГСХА, 2001. - С. 79-80.

33. Мачнев, A.B. Исследование ударных сил, действующих на распределитель семян / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин // Материалы научно-технической конференции молодых ученых инженерного факультета. - Пенза: РИО ПГСХА, 2001. - С. 73-74.

34. Мачнев, A.B. Некоторые результаты испытаний сеялки для разбросного посева / A.B. Мачнев // Почва, жизнь, благосостояние: сборник материалов П международной научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2001. - С. 102-103.

35. Мачнев, A.B. Анализ способов посева зерновых культур / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов // Совершенствование машиноиспользования и технологических процессов в АПК: сб. науч. трудов Поволжской межвузовской конференции. - Самара: РИО СГСХА, 2002. - С. 164-166.

36. Мачнев, A.B. Сошник для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур с пассивным распределителем / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин // Проблемы развития машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: сб. науч. тр. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию инженерного факультета Пензенской ГСХА. -Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 173-176.

37. Мачнев, A.B. Обоснование формы семяпровода для посева зерновых культур / A.B. Мачнев // Экология и безопасность жизнедеятельности: сборник материалов Международной научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 196-197.

38. Мачнев, A.B. Результаты исследований параметров потока семян зерновых культур / A.B. Мачнев // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: материалы Международной научно-практической конференции. Том II / Пензенская государственная сельскохозяйственная академия. — Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 113-114.

39. Мачнев, A.B. Теоретические исследования движения семени по наклонному участку семяпровода / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов // Проблемы развития машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: сб. науч. тр. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза, 2002.-С. 185-188.

40. Мачнев, A.B. Сошник для посева семян зерновых культур на склонах / A.B. Мачнев, Е.А. Володин // Материалы 47-й научно-технической конференции молодых ученых инженерного факультета. - Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 72.

41. Мачнев, A.B. Обоснование параметров распределителя семян / A.B. Мачнев // Материалы 47-й научно-технической конференции молодых ученых инженерного факультета. — Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 71.

42. Мачнев, A.B. Лаповый сошник для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: материалы Международной научно-практической конференции. Том П / Пензенская ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 106-107.

43. Мачнев, A.B. Определение оптимального типа распределителя для осуществления подпочвенно-разбросного посева зерновых культур / A.B. Мачнев И Совершенствование машиноиспользования и технологических процессов в АПК: сб. науч. трудов Поволжской межвузовской конференции. - Самара, 2002, -С. 167-169.

44. Мачнев, A.B. Производственные испытания сеялки ССВ-4,5 / A.B. Мачнев, Н.П. Ларю-шин, В.М. Андронов // Проблемы развития машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: сб. науч. тр. науч.-пракг. конф., посвящ. 50-леппо инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 137-139.

45. Мачнев, A.B. Сеялка ССВ-4,5 для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов // Информационно-консультационные службы и инновационные технологии в АПК: сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 149-150.

46. Мачнев, A.B. Результаты полевых испытаний сеялки ССВ-4,5 / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов // Информационно-консультационные службы и инновационные технологии в АПК: сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. -Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - С. 151-152.

47. Мачнев, A.B. Современная оценка подпочвенно-разбросного посева / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, Д.А. Почивалов // Совершенствование ресурсосберегающих технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: сб. материалов науч.-пракг. конф. «Проблемы АПК и пути их решения» инженерного факультета - Пенза-РИО ПГСХА, 2003. - С. 144-148.

48. Мачнев, A.B. Совершенствование подпочвенно-разбросного посева с разработкой сошника для его осуществления / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, Д.А. Почивалов // Вавилов-ские чтения-2003: материалы межрегиональной науч. конф. молодых ученых и специалистов системы АПК Приволжского федерального округа. Секция механизации и электрификации сельского хозяйства. - Саратов: РИО СГАУ - 2003 - С. 11-13.

49. Мачнев, A.B. Исключение забивания почвой сошника для подпочвенно-разбросного посева семян / A.B. Мачнев // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: сб. материалов международной научно-практической конференции. - Пенза: МНИЦ ПГСХА, 2003.-С. 81-82.

50. Мачнев, A.B. Некоторые физико-механические свойства семян яровой пшеницы сорта «Ишеевская» / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, Д.А. Почивалов // Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники: Материалы XIV научно-практической конференции вузов Приволжья и Предуралья. - Ижевск, 2003. - С. 127-132.

51. Мачнев, A.B. Определение параметров криволинейного семяпровода / A.B. Мачнев // Совершенствование ресурсосберегающих технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: сб. материалов науч.-пракг. конф. «Проблемы АПК и пути их решения» инженерного факультета. - Пенза: РИО ПГСХА, 2003. - С. 151-153.

52. Мачнев, A.B. Сеялка СЗПР-3,6 для посева зерновых культур / A.B. Мачнев // Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники: Материалы XIV научно-практической конференции вузов Приволжья и Предуралья. - Ижевск, 2003. - С. 141-144.

53. Мачнев, A.B. Сеялка СПЗ-3,6 для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур и некоторые результаты ее испытаний / A.B. Мачнев // Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики: Межвузовский сб. научн. Трудов - Киров 2003. -С.58-61.

54. Мачнев, A.B. Установка для изучения равномерности распределения семян по площади рассева / A.B. Мачнев, Д.А. Почивалов II Совершенствование ресурсосберегающих технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: сб. материалов науч.-пракг. конф. «Проблемы АПК и пути их решения» инженерного факультета -Пенза: РИО ПГСХА, 2003. - С. 148-150.

55. Мачнев, A.B. Обоснование угла раствора лезвия лапового сошника / A.B. Мачнев, Е.А. Володин, В.М. Андронов // Материалы XXXXIX научно-технической конференции молодых ученых инженерного факультета. - Пенза: РИО ПГСХА, - 2004. - С. 121-122.

56. Мачнев, A.B. Определение параметров движения семян в подсошниковом пространстве / A.B. Мачиев // Вавиловские чтения-2004: материалы всероссийской научно-практической конференции. Секция механизации и электрификации сельского хозяйства. -Саратов, 2004. - С. 74-78.

57. Мачнев, A.B. Совершенствование подпочвенно-разбросного посева зерновых с разработкой сошника / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, Д.А. Почивалов // Молодые ученые - сельскому хозяйству России: сб. матер. Всерос. конф.-М.: ФГНУ «Росинформагрогех», 2004. - С. 51-54.

58. Мачнев, A.B. Результаты сравнительных испытаний сеялки с сошниками для разбросного посева / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов // Вавиловские чтения-2004: материалы всероссийской научно-практической конференции. Секция механизации и электрификации сельского хозяйства. - Саратов, -2004. - С. 65-67.

59. Мачнев, A.B. Результаты исследований движения потока семян на выходе из семяпровода / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов, ДА. Почивалов // Молодые ученые в XXI веке: материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. ТII / ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА». - Ижевск, 2005. - С. 211-214.

60. Мачнев, A.B. К вопросу о равномерности распределении семян по площади рассева лаповым сошником / A.B. Мачнев, И.В. Плахов // Студенческая наука - производству: сборник материалов ХХХХХ научно-практической конференции инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 152-153.

61. Мачнев, A.B. Сошник для разбросного посева зерновых культур / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, Д.А. Почивалов, В.М. Андронов // Ульяновские чтения - 2005: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Ульянова Ч. 1. - Саратов, 2005. - С. 89-91.

62. Мачнев, A.B. Определение тяговых усилий сеялки для подпочвенно-разбросного посева / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин // Ульяновские чтения - 2005: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Ульянова. Ч. 1. - Саратов, 2005. - С. 83-87.

63. Мачнев, A.B. Обоснование геометрических параметров сошника для подпочвенно-разбросного посева / A.B. Мачнев // Роль науки в АПК: сборник научных трудов научно-практической конференции инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С.233-236.

64. Мачнев, A.B. Обоснование основных параметров плоскорежущей лапы сошника для подпочвенно-разбросного посева / A.B. Мачнев // Молодые ученые в XXI веке: материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. ТII / Ижевск, ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА», 2005. - С. 214-218.

65. Мачнев, A.B. К вопросу о размещении сошников на раме сеялки / A.B. Мачнев // Роль науки в АПК: сборник научных трудов научно-практической конференции инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 236-239.

66. Мачнев, A.B. Некоторые результаты производственных испытаний сеялки с сошниками для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.М. Андронов, Д.А. Почивалов // Роль науки в АПК: сборник научных трудов научно-практической конференции инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 239-241.

67. Мачнев, A.B. Взаимодействие семени с поверхностью распределителя / A.B. Мачнев // Инновационные технологии в сельском хозяйстве: сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - С. 112-114.

68. Мачнев, A.B. Методика расчета тяговых усилий сеялки с лаповыми сошниками / A.B. Мачнев // Наука и образование - сельскому хозяйству: сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 55-летию Пензенской государственной сельскохозяйственной академии. - Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - С. 79-80.

69. Мачнев, A.B. Размещение лаповых сошников на раме сеялки / A.B. Мачнев // Инновационные технологии в сельском хозяйстве: сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - С. 111-112.

70. Мачнев, A.B. Расчет усилия на перемещение сеялки-культиватора / A.B. Мачнев // Инновации молодых ученых - агропромышленному комплексу: сборник материалов научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - С. 138-139.

71. Мачнев, A.B. Определение основных параметров плоскорежущей лапы сошника / A.B. Мачнев // Инновации молодых ученых - агропромышленному комплексу: сборник материалов научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза, 2007. - С. 136-137.

72. Мачнев, A.B. Методика проведения лабораторных испытаний на равномерность / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.В. Шумаев // Инновации молодых ученых - агропромышленному комплексу: сборник материалов научно-практической конференции молодых ученых. -Пенза: РИО ПГСХА, 2007. -С. 119-121.

73. Мачнев, A.B. Посевные машины для ресурсосберегающих технологий в растениеводстве / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.В. Шумаев, С.Н. Трифонов // Наука - аграрному производству: сборник материалов 52-й научной конференции инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - С. 162-164.

74. Мачнев, A.B. Исследования влияния лапового сошника на равномерность / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.В. Шумаев // Инновации молодых ученых - агропромышленному комплексу: сборник материалов научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - С. 121-123.

75. Мачнев, A.B. Обоснование выбора конструкции бороздообразующего рабочего органа / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.В. Шумаев // Научный потенциал - агропромышленному комплексу Росиии: сборник материалов научной конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008.-С. 208-209.

76. Мачнев, A.B. Сошник сеялки-культиватора для подпочвенно-разбросного посева / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.В. Шумаев// Образование, наука, практика: инновационный аспект: сб. материалов международной научно-практической конф., посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008 - С. 207-208.

77. Мачнев, A.B. Высевающий аппарат зерновых сеялок / A.B. Мачнев, С.Н. Трифонов // Научный потенциал - агропромышленному комплексу России: сборник материалов научной конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 213-214.

78. Мачнев, A.B. Обоснование уравнений движения семян по наклонной части семяпровода / A.B. Мачнев // Образование, наука, практика: инновационный аспект: сб. материалов международной научно-практической конф., посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008 - С. 226-227.

79. Мачнев, A.B. Передача импульсных посылок в системах подвески сошников сеялок с учетом поперечных смещений / A.B. Мачнев, В.А. Мачнев, A.A. Заикин // Научный потенциал - агропромышленному комплексу России: сборник материалов научной конференции. -Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 122-123.

80. Мачнев, A.B. Импульсные посылки в системах подвески сошников сеялок / A.B. Мачнев, В.А. Мачнев, Е.М. Хорииа// Научный потенциал - агропромышленному комплексу России: сборник материалов научной конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 123.

81. Мачнев, A.B. Определение тягового усилия на перемещение сеялки-культиватора / A.B. Мачнев // Образование, наука, практика: инновационный аспект: сб. материалов международной научно-практической конф., посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова. -Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 225-226.

82. Мачнев, A.B. Новый сошник сеялки-культиватора для посева по ресурсосберегающим технологиям / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.В. Шумаев П Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых / Пензенская ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, - 2009. - С. 86.

83. Мачнев, A.B. Обоснование горизонтального расстояния между рыхлительным зубом и лапой сошника культиватора / A.B. Мачнев, Н.П. Ларюшин, В.В. Шумаев // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых / Пензенская ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 84-85.

84. Мачнев, A.B. Высевающий аппарат нижнего высева зерновой сеялки / A.B. Мачнев, С.Н. Трифонов // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: сборник материалов научной конференции / Пензенская ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 123.

85. Мачнев, A.B. Сеялка с катушечно-пластикчатым высевающим аппаратом / A.B. Мачнев, М.А. Ларин, A.A. Болоболин // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. Том I / Пензенская ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 155-156.

Подписано в печать 07.06.2011 Формат 60x84/16. Объем 2 п.л. Тираж 100. Заказ № 217 Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии Свидетельство № 5551 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74