автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и режимов работы машины для разделения зубков семенного чеснока на фракции

^ >¿1 9 Й

лйчжшлсжй государсгвеизый аграрный университет

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ¡«¿ШИШ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЗУШОЗ СЕМЕННОГО ЧЕСШШ

НА ФРАКЦИИ

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

на пропах рукописи

Санпт - Петербург 1991

Работа выполнена б Казахском ордена Трудового Красного

Знамени сельскохозяйственном институте

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Агеев Л.Е.

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Иунусбаев Б.Ж.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Давидсон Е.И.

кавдидат технических наук, с.н.с. Бадаев Т.Е.

Ведущее предприятие: Казахский научно-нсслздозательский институт картофельного и овощного хозяйства.

Защита состоится п<££п ■^¿^Ь/З-У' 1992". г. в /4^3О часов на заседании специализированного совета К 120.37.05 в Ленинградском государственном аграрном университете по адресу: 169620, Ленинград-Пушкин, Академический пер., 23 , ауд.719.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке Ленинградского аграрного университета.

Автореферат разослан 'ь^ п ад & .£. 1991 года.

•Учёный секретарь »1 |__.

специализированного совета ' Д.И.НИКОЛАЕВ

ОЩ/Я ХАРЖЕШСТИКЛ РАБОТН

О в V

.," ........'Актуальность тош. Внедрение в сельскохозяйственное

Отдел |-1--^

";сортгП77.ирволстБо новой высокопроизводительной техники и пови-

эффективности сё использования являются одгани из основных задач развития сельскохозяйственно, о производства на современном этапе.

Несмотря на давность культуры и возросшую потребность в чесноке, производство его у нее далеко недостаточно. Одна из основных причин этого - нерешенность ряда вопросов агротехники и отсутствие средств »»¿хенизации для возделывания и уборки чеснока.

До настоящего времени одним из трудоемких процессов в технологии возделывания чеснока является подготовка посадочного материала. После разделения луковиц чеснока на зубки агротехникой предусматривается дальнейшее ого сортирование на фракции (крупные, ораднио, мелкие). Такой отбор посадочного материала (зубков чеснока) обеспечивгат наибольшую биологическую однородность, наиболее дружшо .всходи, дальнзйший рост и развитие растений, таксе одновременность созревания их, а совокупность всех этих качеств способствует значительному увеличению уроися. Однако во многих специализированных хозяйствах перзд посадкой озимого чеснока посадочный материал но разделяют на фракции.из-за трудоемкости процесса, а использувт все зубки в смеси, что обуславливает неравномерность посадки в рядках.

Существующие очистительные и сортировальные машины нэ могут достаточно полно удовлетворить современные агробиологические требования, предъявляемые к посадочному материалу. Поэтому кргЧне необходимы экспериментальио-тзорзтичос-киэ и эксплуатационные исследования, направленные на совершенствовало существующих и создание новых конструкций машин. Это и определяет актуальность тош исследования.

Работа выполнялась в рамках республиканской научно-техгаческой программы и плана научно-исследовательских работ Казахского СХИ по тема 07.03 "Разработать тохиогогка и сродства механизации возделывания и уборки чеснока" (!,* госрегистрации 01.83.0066.138).

Цель и задачи исследования. Целью работы является обоснование перачетров и режимов работы пяя раздйлетая

I

зубков сешнного чеснока на фракции.

Исходя иа этого, были поставлены следующие задачи:

- разработка матемчтической модели движения зубков чеснока по решету и процесса разделения их на фракции и определение конструктивных параметров машины;

- обоснование раэмэрно-массовых параметров зубков чеснока и режимов работы машины;

- определение основных факторов и зтепени их влияния на процесс просеваамости зубков чеснока;

- экспериментальное определение численных значений коэффициентов внешнего и внутреннего трения зубков чеснока при различных значениях удельного давления и скоросаи перемещения;

- проведение исследований машины в производственных условиях, оценка качества и эффективности ее функционирования и проведение полевых опытов;

- разработка и реализация практических рекомендаций по использованию машины в эксплуатационных условиях.

Объекты исследования. Объектами исследования служили: технология разделения зубков семенного чеснока на фракции, свойства зубков семенного чеснока, опытно-экспариментальные образцы машины для разделения зубков семенного чеснока на фракции, имеющие широкие диапазоны регулирования конструктивных параметров и режимов работы основных рабочих органов.

Методика исследования. В работе использованы общие и частные методики, устройства, приборы и установки. Исследования базировались на основных положениях теоретической механики, прикладной математики. Результаты теоретических исследований были проверены на экспериментальной установке с использованием методов математического планирования эксперимента, а обработка результатов осуществлялась методами математической статистики с применением ЭВМ.

Научная новизна. Теоретически и экспериментально обоснованы эффективность применения машины для разделения зубков семенного чеснока на фракции, решетный стан которой совершает сложное (в двух плоскостях) движение, обеспечивающее эффективное перемешивание слЬев материала и зигзагообразное перемещение их вдоль решет в сторон:/ выгрузки, в результате чего происходит просеивание меньшей фракции и схои с решета выделяемой фракции. Всесторонне изучены физико-механические 2

свойства исходного материала, установлены закономерности движения частицн материала по рабочей поверхности решета, получена математическая модель адекватно описиваящая технологический процесс, позволяющая оптимизировать и обосновать конструктивные параметры .и реяиш работы малины. Определены влияние размера посадочного материала, глубины посадки и расстояния мэдду зубками в рядке на урожайность чеснока.

Ровлизоция работы. Материалы исследования могут бить использованы при проектировании и создании подобных мгаин для тех регионов страны, где посадка чеснока производится зубками. Экспериментальные образцы метзиш для разделения зубков семенного чеснока на фракции проели производственную проверку в колхоза им.Ленина Уйгурского района Алма-Атинской области и в совхозе "Октябрьский" Чимкентской области. Результаты исследования приняты в качества исходного требования для разработки специализированных малин НПО "Агророн-нсл" Госагропрома Казахской ССР.

Публикация. По теме диссертации опубликовано 12 статей и получено положительное решение от 23 августа 1950 года о гыдаче азторского свидетельства СССР по заявке № 4615011/ /31-03.

Апробация. Основные положения диссертационной работа долоааш и одобреш на конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Казахского CXI1 (г.Алма-Ата), Ленинградского СХИ (г.Пушкин), на конференциях Ш0 "Казсель-хозшханизация" (г.Алма-Ата), в НИИ овощного хозяйства (г.Мытищи Моск.обл.) и на научно-практической конференции Украинской 0TIQ сельскохозяйственной академии (г.Киев в 1984...1990 годах.

Объем работ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и предложений, списка использованной литературы (105 наименований) и приложения. Объем работа -135 стр машинописного текста, 46 рис. и 12 табл.

Содержание работу

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы и сформулированы основные научные- положения, выносимые на защиту.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" проведен анализ работ по исследоьанке кгротохну.ни tse-

3

хениэированного возделывания озимого чеснока и обзор конструктивных особенностей очистительных и сортировальных машин.

Исследованием процесса механизированной подготовки посадочного материала чеснока занимались Лахин A.C., Бобров Л.Г., Базилзвич H.A., Боровикова Г.Я., Хлуденёв В.Н. и др.

Анализ классификационных признаков очистительных и сортировальных машин показал, что исследования процесса разделения зубков чеснока на фракции ранее не проводились.

На основе аналитического обзора был составлен алгоритм-прогноз и сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе "Теоретические предпосылки к обоснованию параметров и режимов работы машины для разделения зубков семенного чеснока на фракции" обоснована необходимость использования устройства, решетный стан которой совершает сложное (в двух плоскостях) движение, обеспечивающее эффективное перемешивание слоев посадочного материала зубков чеснока и зигзагообразное перемещение их вдоль решет в сторону выгрузки.

Установка (рисЛ) работает следующим образом.

В зависимости от выделяемой фракции посадочного материала чеснока, просеивающую поверхность решет формируют таким образом, чтобы зазоры 28 обеспечили сход с решета 3 только крупной, с решета 4 - средней, с решета 5 - мелкой фракции зубков. Для этого при необходимости освобождают из боковины 31 концы резьбовых элементов 27, гайками 29 ослабляют фиксацию на них профилей 26, сдвигают (раздвигают) последние один относительно другого, в случае потребности добавляют или убирают лишние профили, и снова закрепляют их положение гайками 29, а элементы 27 в боковинах 31 - гайками 30.

При помощи шатуна 19 механизма 20 решетный стан приводится в. возвратно-поступательное движение, а посредством шатунов Г механизмов. 13 - решетному стану сообщается колебательное движение в плоскости, перпендикулярной его возвратно-поступательному движению. Амплитуду колебания решетного стана регулируют перестановкой в прорезях 15 проушин 14 оси 16, с последующей ее 'фиксации гайкой 18.

Подлежащий сортировке посевной материал подвит скребковым транспортером 21 в питатель 22, откупа он поступает нь обдуваемую.вентилятором 24 скатную доску 23, через перфорации которой удаляют легкие примэси в камеру 25. 4

I - шатун упруго—жесткий 5 2 - короб; 3,4, 5 - ропота; б - доска скатная; 7,8,9,10 -

приемные емкости;II -эксцентрик; 12 - вал; 13 - механизм;14 -

16

проушиш;15 - прорезь; 16 - ось;17 - резьба; 18,29,30 - гайки;19 -шатун;20 - кривошип; 21 - транспортер;22 -питатель;23 - перфорированная наклонная повзрхност! ;24 - камера; 26 - Т-образшз в поперечном сечении профили; 27 - резьбовой элемент; 28 - зазор щелевой; 31 - бо-

Рис.1. Схема предлагаемой' машины ковина. для разделения зубков чеснока на фракции.

Т-образная геометрия профилей 26 независимо от стороны наклона решет при колебании стана способствует проходу зубков, размеры которых не превышают ширины зазора 28, поскольку указанная геометрия профилей затрудняет зацепы зубков за их кромки и забивание щелевых зазоров 28, что позволяет отказаться от использования устройства для очистки зазоров решет.

Эта же геометрия обеспечивает достаточную жесткость решет и загрузку их материалом с толщиной слоя во много раз превышающим толщину элементарного слоя.

Отмеченные обстоятельства повышают производительность установки, в котором реализована также возможность использования одних и тех же реает без смены их при обработке различного по какому-либо признаку материала.

Для исследования процесса разделения зубков честт на фракции рассмотрим расчетную схему геомо-грических н кинематических параметров решята (рис.2).

Рекэто А В В'Я прикреплено опорными звеньями одинаковой длины к осям 1-1, ¡¡-¡} решетного стана и приводится в движение посредством ша туна ОК , который соединен с кривошипом двигателя К,К радиуса г . Кроме того, оси 1-1,2*1 решетного стана могут вращаться с одинаковой угловой скоростью иГ, . Так как опорные звенья прикреплены к "плечикам" осэй 1-1, Ц-Ц с высотой к , и на каждой оси "плечики" выполнены в противоположных направлениях, т.е. "плечики" / ,2 выполнены противоположно "плечикам",3 ,4 что при вращении

Рис.2. Расчетная схема геометрических

и кинематических параметров решега'

осей 1-1, Ц'^ решето АВВ'Абудет совершать вращательно-колебательныа движения вокруг оси О, Ог . При этом высота "плечиков"Л на много меньше длины опорных звеньев € и ширины решета 24, а радиус кривошипа Г - длины шатуна ¡-(Н.« ¿¡■¿¡'/-«еЬ . Шатун КО крепится в центре решета О. Для "подавления" опасных растягивающих усилий, крутящих и изгибающих моментов в опорных звеньях, а также опасных крутящихся и изгибающих момрчтов в осях /-/,, опорные звенья крепятся к решету с помощью жестких пружин. Твкие пружины работают на растяжение - сжатие, кручение и изгиб и ослабляют опасные нагрузки на ведомые и передающие элементы решетного стана. Зазоры в решете выполнены в виде щелей, параллельные Аё (или оси ОХ). Помимо колебательного движения в направлении оси , решето совершает еще и вращатель-ко-иолебательное движение вокруг оси О^Ог. В результате зубки чеснока получают дополнительную степень свободы, а это способствует более эффективному разделению их на фракции б

и повышения) производительности машины.

Для правильного понимания закономерностей разделение зубков чеснока на фракции необходимо рассмотреть кинематику и динамику движения зубка чеснока, которую для простоты считаем материальной точкой, по решету. В целях упрощения этого исследования предположим чтоcJ^a const, действие пружин - эффект второго порядка малости или выше по сравнению с h/£'} hi t~fk.

Динамические уравнения движения частицы по решету в неинерциональной системе координат, имеют вид (рис.3)

щ х «= m.oSin6 * Fx<a)- -Гг„ Cosx

тУ =-rkgSLnipCosG- Fr„Sin& + Fy(a) ,, > (I) тг-O'W* frali - F™ - mgCos (ff CcsS+F2<li) j

где X - угол, который составляет сила трения скольжения с осями 0tX и О,У;

F™ » -2т¡¿Л^У7- пг • (иГЩфйь(of, t) -

переносная тангенциальная инерциальная сила;

FKT/ *-2m[<fx%„]- -

инерциальная сила Кариолисв, гдэ К - единичные орты осей X,У, 2 (рис.3).

С учетом значений переносны*: инэрционалыгах сил, уравнения (I) можно записать в виде:

^гъу * Г Cos (ufa t-5)/ccs5)

у* * Ssgiiуел у2)

Условия движения частицы по решету: л/%0, или

• Sui («Г, t) +rSihS-afJ(S^fult-^Ccsf) (3)

Для решения системы дифференциальных уравнений (2) необходимо добавить начальные условия;

Х(О) . X,; У {о) - У о; х(о) = ^; у (о) = (4)

В случав движения частицы при продольном колебании решета (^фо i uf^- О) система уравнений (2) значительно упрощается и еи решение с учетом нвчЕ.-t мых условий примат гмп: X(ij =Х0 +11 tz/2.*A Cos J i^t-S)] (5,

Из выражения (а) ьа, что и валяная честицн по резвту

можно представить как равноускоренное движение, на которое накладывается гармонические колебания. Условие движения частицы по ренету:

tg (6-- yj-SCcs6>(rc4z/§>} ¿~t-Cast?J (6)

В случае движения частицы при поперечном колебании решета (иХ,^о; систему уравнений в безразмерных переменных можно записать в виде:

nije-еCo$GStn(tJ-tgfi/?■Р/А*+Р*+Льг$CoS2(tl) i (7) 0$F/-Ccs6+2£Le$CostfJ-ILiySui(i) j>

где lf0 - угол трения, a £ = h^', ;

t -t/of, ;

Рис.3. Схема сил, действующих на частицу, движущуюся по решету: а) общий вид; б) вид сбоку

Так как система дифференциальных уравнений (7) нелинейна и в ней нелицо малый периметр £ , то, естественно, следует искать приближенное аналитическое решение методом малого.параметра (или методом асимптотического разложения). Поэтому решение системы (7) можно представить в виде:

/V = Л * .. 1

У = Ус +8У, -¿'У, " > (8)

Л = Х„ +£Х, )

Подставляя (6) в систему (7) получим дне системы дифференциальных уравнений с соответствующими начальными условиями, пуперпо.чкция решения которых дается Формулой (9)

где X*- Const;

Const

Из рис.4 видно, что траектория движения частицы по решету носит колебательный характер в полосе, примерно от -0,2 до 0,4. Из соотношения (9) следует, что пирина полосы в которой происходит колебание частицы зависит от геометрических и угловых характеристик решетного стана, а также от кинематической характеристики о/^

Выбирая tit£tci%,G - определенным образом можно добиться разделения на полосы (зоны вытянутые вдоль решета, в которых происходит колебание частиц, а это способствует более лучшему разделению на фракции обрабатываемого материала. Далее из характера траектории частицы по решету можно заключить, что для более лучшего разделения на фракции обрабатываемого материала зубков чеснока, зазоры в решете необходимо выполнить в виде щелей по всей длине ренета. Условие движения частицы по решету: Sin (t) -ft • {/"■ cSt*/$-f « Cos б1 < I0>

Рассмотрим общий случай, когда

т.е. случай когда решето приводится в колебательное движение кривошипом KfK с угловой скоростью и вращением вокруг осей 1-7» Ц-Е с угловой скоростью«^ (рио.2).

Рис.4. Траектория движения частицы по решету (в безразмерных координатах).

Перейдем к безразмерным переменным и введем следующие параметру:

of* иГа +иГг;0.->а/Ч/$; £ - к/6; 1*аГ£; Щ ]

of; *ы, ; Мт * > (щ

fii, * ■¿CciFarS/tjCcsd; л/ - at/m§ ; X * Г/А . J

Система дифференциальных уравнения, описывсвщкх общий

Э

случай движения частицы по решету, записанной в безразмерной форме примет вид:_

зе.оа ¿£с$иг (йгЛ-б) )

Приближенное решение (12) с удержанием членов нулевого и первого порядка по £ можно записать в виде:

(¿)+£х,а) фи-*{^-у-^сп иу- ] т*(Ф У/- ^гаю У/ГБ+и^;^- ( Ш)

- (Щ)-"^/¿(в+г-соГ^)саУ )

На рис.5 представлены графики траектории частицы и изменение безразмерных координат Я(с) ,как функции безразмерного времени.

Построенные кривые на графиках обозначены сплошной линией, из которых видно, что движение частицы носит колебательный характер (но не гармонических колебаний). На тех же графиках пунктирной линией обозначено решение, полученное численным методом с абсолютной точность» 10~7.

- — — — г- Г Г [ -г ]

4 | . .. .1 ~ 1

« га

а.)

---г

12

Рис.5. Траектория движения частицы по решету (а) и зависимости поперечного (5 ) и продольного (£) перемещения от времени (в безразмерных координатах при: <Мов; б"=15°; ^=11,31е ( 0,2 ); 0,4 м;Л 0,02 м; о/= 4с*'; а£=*2с"', сплошная линия - асси-метрический методи.пун-ктириая линия - численный метол, (точность расчетов £

КГ7).

Асимптотическое аналитическое решение (13) достаточно

хорошо качественно и неплохо количественно описывает характеристики движения частицы по решету в общем случае. В этом 10

ценность приближенного аналитического решения.

Для решения системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнения применяется метод Рунго-Кутта-Фольберга с абсолютной погрешностью вычисления разностного решения 10"? и с привлечением подпрограммы ККГ45

Результаты вычислений проводились на ЭВМ ЕС-1045 и выводились на графопостроитель АТЛЛС-о с помощью пакета прикладных подпрограмм ГРАФОР. Кроме того, при приближении частицы к краю решета задавались угловые отражения частицы о борт решета. Описанная выао методика нахождения разностного решения задачи и вывод графической информации реализовано с помощью программы "Рэлето", которая составлена на алгоритмическом языке ФОРТРАН - 1У.

В третьей главе "Программа и методика экспериментальных исследований" описаны цели и задачи экспериментальных исследований; оборудование и приборы для проведения исследований; методики поверки приборов и оценки погрешностей измерений; методика проведения лабораторных и полевых исследований и обработка результатов экспериментов.

Экспериментальные исследования физико-механических свойств чеснока в лабораторных условиях проводили по ОСТ 70.10.374 и методике БИСХОМ "Определение физико-мехекичес-ких свойств сельскохозяйственных материалов". Результаты экспериментов обрабатывались с использованием регрессивного анализа. Опыты выполняли по разработанной методика планирования полнофакторного эксперимента.

Коэффициенты трения скольжения для пары чеснок-чеснок, чесно-сталь определяли на созданной нами установке с использованием электротензометрической аппаратуры и осциллографа.

Экспериментальные исследования технологического процесса разделения зубков чзенока на фракции проводили на разработанной нами машине (рис.1). Дяя оптимизации ее конструктивных параметров нами была предусмотрена возможность регулирования угла наклона решета, также угла наклона между плоскостью решета и направлением колебаний. Для обоснования оптимального режима работы машины варьировали подачу исходного материала, частоту вращения кривошипа и амплитуду колебаний решета. Отбор проб разделешгых на фракции зубков чеснока производился из специальных емкостей, приспособленных снизу решета.

Обработка данных значений размерно-массовых параметров

— Г-ГеН^Ь /-Ц'И-О.МУа*!**

— Р-*/•аюык?*>ОПОУ\

л;*,«.'

зубков чоскока проводилась методом вариационной статистики с применением ЭВМ.

В четвертой главе "Результаты экспериментальных исследований и их анализ" в соответствии с программой были определены некоторые физико-механические свойстве чеснока, размерно-массовые характеристики зубков чеснока, вероятностно-статистические оценки размерных параметров зубков чеснока, определены оптимальные конструктивные параметры и показатели режимов работы предлагаемой машины, а также определены оценки влияния размера посадочного материала, глубины посадки и густоты стоядая-растений на урожайность чеснока.

Следует отметить, что численные значения коэффициента внутреннего трения зубков чеснока находятся в пределах 0,21. ..0,6, а по стальной поверхности 0,15.. .0,38, при влажности V/* 64,76$ и скорости перемещения V, =0,60... 0,85 мс-1,Л^=0,1... 0,2 мс"1. I На рис.6 приведены аппроксимированные графики зависимости внутреннего и внешнего Рис.б. Зависимости коэффици- трения/ от скорости ентов внутреннего ) и перемещения и Уг при

внешнего трения зубков влажности 64,7®. чеснока от скорости перемещения

Произведены геометрические измерения и определены разморио-моссовыя характеристики (массы, толщина, ширины, длины и коэффициент формы) "'бков чеснока. Построены гисто-промш и полигона распределения линейных размеров зубков. Толщина зубков находится в предолех 5...22 мм, ширина ^,5... 24, длина - 18...34, масса - 1,0...в,В г и коэффициент формы эубгое - 1,19...2,6. 12

Аналогично определялись размерные характеристики (толщины, ширины, длины) зубков чеснока по фракциям (мелкая, средняя, крупная). Толщина, ширина и длина соответственно варьируют в определенных пределах и имеют свои границы (табл.1).

Таблица I

Размерные характеристики толщины, ширины и длины зубков чеснока для мелкой, средней и крупной фракции

а, толщина, мм £ , ширина, мм -г? , длина, ад

мелкая сред- круп-фрак- няя ная ция фрак- фракция ция мелкая сред- круп-фрак- няя ная ция фрак- фракция ция мелкая сред- круп-фрак- няя ная цйя фрак- фракция ция

6-13 8-18 16-34 6-16 12-22 14-34 15-25 21-35 26-44

Вероятностные оценки размерных параметров зубков чеснока: математическое X , стандартбё , дисперсия бе , коэффициент вариации , средняя ошибка опыта ёе , показатель точности опыте Ре , критерий Пирсонавероятность согласия приведены в табл.2.

Таблица 2

Вероятностные оценки размерных параметров (длины толщины а. , ширины 6 ) зубков чеснока

Показ атели X б"е & Ре р(Г)

■С а £ 26,11 14,56 14,0 3,14 2,11 2,36 9,86 4,45 5,57 0,12 0,15 0,17 0,19 0,13 0,14 0,72 0,89 1,00 1,89 3,89 3,33 0,17 0,43 0,39

По результатам расчетных данных построили гопФикч распределения эмпирических ( т.1 ) и теоретических ( ) частот длины , ширины/ и толщины Сь (рис.7).

На основании теоретических предпосылок и с учетом конструктивных особенностей нами выделены следующие факторы, влияющие на качество разделения зубков чеснока на фракции: угол неклона ря:пета - град); угол наклона между

плоскостью атлета и направлением колебания -X, (сГ, град); частота Еоадения кривошипа с" ); ррпиус кривошипа

Х4(Г,м).

В качестве критерия оптимизации, наиболее полно характеризующего качество разделения зубков чеснока на фракции, принят коэффициент просеваемости.

По толщине-а

По ширине - Ь

По ¿/шне V

Ы ?п 21 26 28 30 12 М

ш

ь»

Ш Ю ТО 60 50 40 30

го ю

к, мм

1

Я II 15 15 17 И 11 гз

7 9 И 15 15 17 19 21 23 25

Рис.7. Графики распределения эмпирических (/и<) и Теоретических (/Я;) частот размерных параметров (длины, толщины и ширины) зубков чеснока

Для отыскания оптимального сочетания факторов был проведен четырехфакторный эксперимент по оптимальному плану Бокса (В4).

Интервалы и уровни варьирования факторов представлены в табл.3.

Таблица 3

Интервалы и уровни варьирования факторов

1- ХПоказате-\ ли Уровни N. Кодированные значения факторов Факторы и кх обозначение

X, Хл

6", град <Г ,град о/.с'1 г ,м

Верхний +1 20 60 4,00 0,02а

Основной 0 10 • 30 2,67 0,015

Ниичий -I ' 0 0 1,33 0,005

Интервал

эарьйро- с 10 30 1,33 0,010

вагмя с.

------,--------

, 3 результгтэ реализации плана Бокса (В4) и обработку экспериментальных данных |на ЭЦВМ "Микск-32" была получена к?те:/атич9Ская модель - уракение регрессии второго порядка, £декБ"?тмо описпвающее рабочий процесс мшиш для рщ-л?;ю1мя рубков чзснока на фракции, которое имеет следующий •И

вид (в кодированном виде): К » 75,67 +2'!,742Х, +2,335Хг +6,№Х3 Ч224Х4 ~

а т? -з.5хл- 0,25%,%^ тщ + (ш

ЬйЗХ&Ч.бХ^-ЖХ^ -3,25Х3Х4 - 5№Х%

Анализ математической модели показал, что максимально!! значение коэффициента просеваемости зубков чеснока составляет (К =.97,49%) при следующих оптимальных значе№;ях факторов: 6=13 град; & 3 е&г/ад; аГв ООС'1; 021м .

Таким образом, экспериментальные исследования маиины для разделения зубков чеснока на фракции подтверждают теоретическое обоснование возможности использования в этих целях предлагаемой конструкции машины, обеспечивающей необходимое качество разделения и производительность.

В результата проведенных полевых исследований получены оптимальные значения глубины посадки и расстояния между зубками в рядке для каждой фракции. Оптимальная глубина посадка, для крупных зубков является - б см, для средних и мелких 5 см. Оптимальная густота стояния растений для крупных и средних зубков - 5 см, для мелких - 4 см.

Наибольший урожай при оптимальной глубине и густоте стояния растений был получен в варианте посадки (трупными зубками и составил 161 ц/га, что на ЪЖ вшз контроля, несколько меньше был урожай г" зубков средней фракции - 131 ц/ га (8,Э? выше контроля). Урожай в контроле (смешанные зубки) - 121 ц/ге.

Технико-экономическую эффективность определяли по результатам урожайности, полученной при сравнении существующего ранее в хозяйстве метода посадки (смешанными не разделенными на фракции зубками) с новым предлагаемым агроприе-мом (посадка разделенными на Фракции зубками). Всо затраты по возделыванию чеснока, а также затраты полученные при разработке и эксплуатации предлагаемой машины учтены.

Наибольшая выручка, наименьшие затраты и малый расход посадочного материала при посадке крупными и средними зубками, обеспечило получение высокой прибыли. Урожайность чеснока при посадке крупными зубками составила ПО ц/га, средними зубками - 95 ц/га и смешанными зубками (контроль) урожайность составила 68 ц/га.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. До настоящего времени отсутствуют эффективные средства механизации такого трудоемкого процесса, как подготовки посадочного материала, в частности разделения зубков чеснока на фракции. В связи с этим во многих хозяйствах Юга и Юго-Востоха Казахской ССР перед посадкой чеснока посадочный материал но разделяют на Фракции (крупные, средние, мелкие), а используют все зубки в смеси, что обуславливает понижению урожайности.

2. Разработанная машина для разделения зубков чеснока на фрикции обеспечивает необходимую производительность и качество посадочного материала чеснока.

3. Установлено, что при оптимальной влажности (60... 65$) коэффициент внутреннего трени" зубков чеснока находится в пределах 0,21.. 0,60 при<скорости перемещения 0,6... 0,85 мс •

4. Размерно-массовые параметры зубков чеснока варьируют в широких пределах но только лежду различными фракциями, • но и внутри каждой из них.-Длина зубков находится в пределах 18...34 ш, толщина - 9...22 мм, ширина - 7,5...24 мм, масса - 1,0.. .'8,8 г.

5. Установленные зависимости меядау массрй зубков и их линейными размерами, определяемая коэффициентом корреляции, носит довольно устойчивый характер.

6. Получена математическая модель рабочего процесса, адокватно описывающая технологический процесс машины и найдены оптимальные значения параметров, которые рекомендуются цпя качественного разделения зубков чеснока на фракции. Угол наклона решето к горизонту - 18 град., угол наклона между решетом и направлением колебаний - 55 град., частота вращения кривошипа - 3,0 с"1, радиус кривошипа - 0,021 м.

7. Получены оптимальные значения глубины посадки и рр"отоямя между зубками в рядке для каждой фракции, глубина "осадки для крупных зубков - 6 см, средних и мелких -

о см. Оптимальная густота стояния растений для крупных и средних зуб л а - 5 см, для мелких - 4 см. Наибольший урожай "ри оптимальной глубине посадки и расстояния между зубками п ттяя получено при посадке крупными зубками - на. 33? выло чонтрэля (смененные зубки). 16

8. Наибольшая выучка, наименьшие затраты и малый расход посадочною материала при посадке крупными и средними зубками, обеспечило получению еысокой прибыли. Урожайность чеснока при посадке крупными зубками составила ПО ц/га, средними зубками - 95 ц/га и смешанными (контроль) - 68 ц/ га.

На основании результатов "роведенных исследований (/окно отметить, что разделение зубков чеснока на фракции является обязательным агроприемом, способствующим повышению урожайности и рентабельности данной культуры.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. A.C. №1204175 (СССР). Устройство для разделении луковиц чеснока на зубки. Б.Жунусбаев, М.Г.Шутенов, У.Байту-каев, И.В.Инжаков. -Опубл. в Б.И., 1986; № 2.

2. Байтукаев У., Нунусбаев В., Шутенов М.Г. Устройство для сортирования зубков посевного чеснока.- В кн.:Рекомендации по законченным научно-исследовательским работам за XI-пятилетку. - Алма-Ата, 1987. - с.6...7.

3. Жунусбаев В.,Байтукаев У., Шутенов М.Г. Установка для определения коэффициентов трения сельскохозяйственных материалов. - В кн.: Рекомендации по законченным научно-исследовательским работам за XI-пятилэтку.-Алма-Ата, 1987. -с.27...28.

4. Жунусбаев В., Байтукаев У., Шутенов М.Г. Установка для разделения зубков семенного чеснока на фракции. Информ. листок Каз.НИИНТИ. - Алма-Ата, 1987, .',» 361.

5. Жунусбаев Б.,Байтукаев У. К определению основных параметров рабочих органов плоского решета для сортирования зубков посевного чеснока методом математического планирования эксперимента. - В кн.: Использование машинно-тракторного парка в поливкой зоне Казахстана. - Алма-Ата, 1988. - с.95...97.

6. Байтукаев У..Жунусбаев Б. Влияние размера посадоч- " ного материале, глубины посадки и расстояния между зубками в рядке на урожайность чеснока.-В кн.:Вопросы комплексной механизации процессов сельскохозяйственного производства и повышения эффективности использования техники. - Алма-Ата, 1988. - с.59...62.

7. Жунусбаев Б..Байтукаев У. Определения коэффициентов трения зубков семенного чеснока.-В я.:Вестник с/х науки Казах-

17

стгла. - Алма-Ата, 1233, № 6. - с.80...02.

8. Жулусбсав Б., Байтукаов У. Устройство для определения коэффициентов трония исследуемого материала. Информ. листок КазНИШИ. - /шиа-А-а, 198Э г. Р 100.•

9, йунусбсав Б., БаЯтуказв У. Теоретические предпосылки к обоснованию конструктивных параметров и режимов работы машины для разделения зубков посевного чеснока на фракции. - В сб.: Технология и средства в растениеводстве Казахстана. - Алма-Ата, 1989 г. - с.75...82.

■ 10, Жунусбазв Б., БаПт.укаео У. Зависимость между массой и линейными размерами зубков посевного чеснока. - В е.: Вестник с/х науки Казахстана.-Алма-Ата, 1990г. № 7.с.35... ...37.

II, Ш} г/сбагв В.,БаЯтуаов У. Устройство для разделения зубков чеснока на фракции. Решение от 23 августа 1990г. о выдаче авторского свидетельства СССР по заявке № 4515344/ /31-03.

, 12. Жунусбазв Б., Байтукаев У. Обоснование и выбор вз-личиш зазора ропот машины для разделения зубков чосноко на фракции. - В сб.: Технология и технические сродства возделывания ^вощных культур. - Алма-Ата, 1990. - с.65...69.