автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров технологического процесса посадки рассады овощных культур

РГ5 ОД

^ , . .., На правах рукописи

СКОРОХОДОВА ВАЛЕНТИНА ПАВЛОВНА

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОСАДКИ РАССАДЫ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

05.20.01 - Механизация сельскохзяй-ственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь, 1997

Диссертация выполнена в Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

кандидат технических наук, доцент В.Г. Захарченко

доктор технических наук, Н.М. Беспамятнова

кандидат технических наук, доцент Ю.С. Кандиев

НПР "Нива Ставрополья"

Защита состоится января 1998 г. в /а часов на заседании диссертационного совета К 120.53.04. в Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 355017, г. Ставрополь, пер.Зоотехнический, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ставропольскс государственной сельскохозяйственной академии

Автореферат разослан /е декабря 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент ' Кузьменко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ак-суальность темы исследований. В технологическом процессе выращивания овощей одной из самых трудоемких операций является посадка рассады в открытый грунт. До сих пор эта операция выполняется малопроизводительными рассадопосадочными машинами с ручной подачей стеблей в посадочный аппарат. Физические возможности сажальщиков не позволяют производить подачу стеблей с частотой более 35-40 штук в минуту, что ограничивает скорость движения машины. Качество посадки при ручной подаче растений оставляет желать лучшего, количество пропущенных и неправильно посаженых стеблей достигает 20-30%чЭто требует дополнительных затрат ручного труда на подсадку и оправку рассады. Тяжелые условия трудй сажальщиков н оправщиков часто не позволяют комплектовать посадочные агрегаты достаточным количеством опытных работников. Этим обуславливается необхо^ димость применения технологии Ич технических средств позволяющих осуществлять посадку рассады без сажальщиков.

Актуальность работ в этом направлении возрастает в последнее время с переходом на рыночные отношения, когда производители овощей вынуждены конкурировать на внутреннем рынке с зарубежными производителями этой продукции.

Цель и задачи исследований. Целью работы является изыскание, разработка и исследование технологического процесса посадки рассады без сажальщиков, обоснование основных параметров рабочих органов и режимов работы рассадопосадочной машины, удовлетворяющей агротехническим и организационно-технологическим требованиям.

Цель исследования обусловила постановку и решение задач:

— изучение размерно-весовых характеристик рассады основных рассадных культур;

— исследование закономерностей процесса перематывания лент в питателе, выпадения стеблей из питателя и их движения в посадочную борозду;

— исследование процесса раскрытия борозды сошником, закрытия ее прикатывающими катками и фиксации стебля при условии свободного перемещения его в борозду по наклонному лотку;

— обоснование основных конструктивных и технологических параметров рассадопосадочной машины, изготовление ее и проведение полевых и хозяйственных испытаний. .

Объект исследований. Объектом исследований является тех-

нологический процесс посадки рассады овощных культур без сажальщиков и техническое средство для его осуществления.

Методика исследований. Исследование физико-механических свойств рассады овощных культур и экспериментальной рассадопосадочной машины выполнялось в соответствии с действующими стандартами.

Теоретические и экспериментальные исследования проводились с использованием методов теоретической механики, математического анализа, теории вероятностей, планирования экспериментов.

Обработка результатов исследований проводилась на компьютере IBM РС-486 DX2 с использованием математических приложений для Windows-95, а также Excel 7.0 и Framework 3.0.

Научная новизна. Разработана новая технологическая схема рассадопосадочной машины для посадки рассады без сажальщиков с подачей стеблей в посадочную борозду из двухленточного питателя по наклонному лотку. .Предлагаемая технология посадки позволяет производить замену питателей с минимальными затратами времени и ручного труда.

В результате теоретических исследований установлены зависимости между параметрами кассетного питателя, определены минимальные интервалы времени выпадения стеблей, позволяющие производить подачу их в борозду по наклонному лотку без наложения друг на друга, обоснован характер поведения стебля после попадания его в борозду.

Экспериментально определено влияние.параметров рабочих органов и режимов работы посадочной машины" на качественные показатели посадки.

Новизна предложенных решений подтверждается двумя решениями ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретения.

Практическая значимость работы. Предложена новая технологическая схема посадочной машины и кассетного двухленточного питателя, разработаны рекомендации по выбору и обоснованию их конструктивных и технологических параметров. Применение предлагаемой технологии и технических средств позволяет изменить характер труда работников, повысить качество посадки, снизить затраты труда и прямые эксплуатационные издержки.

Реализация результатов исследований. После проведения теоретических и экспериментальных исследований была разработана проектно-конструкторская документация и изготовлена двухрядная рассадопосадочная машина, которая прошла полевые испытания в АО "Правокубанское" Кочубеевского района Ставрополь-

жого края, а затем была внедрена в КФК "Оптимист" Грачевского района Ставропольского края.

Результаты исследований доложены и одобрены на заседании :скции механизации НТС Министерства сельского хозяйства и тродовольствия Ставропольского края. Рекомендовано передать татентную и конструкторскую документацию ОАО • РЗ 'Ставропольский" для промышленного производства.

Конструкторское бюро ремонтного завода "Ставропольский" триняло результаты исследований, патентную документацию и эпытный образец посадочной машины для доработки проектно-сонструкторской документации и последующего производства в лромышленных условиях.

Апробация работы. Исследования выполнялись в соответст-¡ии с планом научно-исследовательской работы Ставропольской осударственной сельскохозяйственной академии.

Основные положения диссертации доложены и одобрены на 1аучно-технических конференциях Ставропольской государствен-юй сельскохозяйственной академии в 1993-1997 годах.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано :емь печатных работ (в том числе два решения ВНИИГПЭ о выда-ie патента на изобретение).

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из ¡ведения, шести глав, выводов и предложений, списка использо-¡анной литературы и приложений. Она изложена на 158 страницах, ! том числе 119 машинописного текста, содержит 62 рисунка, 12 'аблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится обоснование актуальности темы, пложена цель работы, приведены научные положения и результа-ы исследований, выносимые на защиту.

В первой главе приводится анализ известных технических >ешений и исследований по теме.

Существующие средства механизации посадки рассады не отучают современному уровню, малопроизводительны, посадка тре->ует больших затрат ручного труда.

Повышение производительности и снижение затрат может ¡ыть достигнуто применением рассадопосадочных машин работающих без сажальщиков: В нашей стране и за рубежом длитель-юе время ведутся работы по созданию таких машин, но до сих пор >ни не нашли применения в сельском хозяйстве. Это объясняется ем, что предложенные технологические схемы не позволяют проводить замену питателей одному человеку с минимальными за-

тратами времени, а в ряде случаев для этого требуются дополнительные устройства и грузоподъемные механизмы. В результате посадочная техника становится сложной, а технологический процесс ненадежным.

Исследованию посадки рассады без сажальщиков посвящены труды Акчурина А.Г.', Георгиева М., Лйпова Ю.Н., Муна В.Ф., Семенова В.Ф., Скидана Ю.Ф., Черняка A.A., Шульженко Б.А. и многих других.

В большинстве своем исследовательские работы посвящены дисковому посадочному аппарату и его модификациям. Исследуемые технологические схемы несовершенны и ге позволяют на их основе создать посадочную машину, удовлетворяющую требованиям производства. Исследования рабочих органов немногочисленны, выполнены, в основном, для скоростей посадки до 0.5 м/с и предусматривают такой технологический процесс, при котором рассада транспортируется в борозду в зажатом состоянии рабочими органами посадочного аппарата.

В известной нам литературе отсутствуют исследования таких технологических схем, при которых рассада подается в борозду в свободном, не защемленном состоянии.

Во второй главе приводятся описание предлагаемого технологического процесса зарядки питателей и посадки рассады, а также основные положения методики исследований.

Анализ недостатков предложенных ранее технологических схем позволил разработать технологическую схему посадочной машины с ленточным кассетным питателем.

Машина (рис.1) состоит из рамы 1 с догружателем прикатывающих катков 2, опирающейся на опорно-приводные колеса 3. На раме крепятся сошник 4, наклонный лоток 5, прикатывающие катки 6, питатель 7 и механизм привода питателя.

, Л ßu3A

Рис.1. Схема рассадопосадочной машины

Рис.2 Схема питателя рассадопосадочной машины

Питатель (рис.2) состоит из корпуса 8, консольного барабана 9 с эластичным покрытием 10, приемных роликов ленты 11 "и 14, ведущих роликов 12 и 13. Одни концы лент 15 постоянно закреплены на барабане, а другие, огибая ведущие ролики 12 и 13^ постоянно закреплены на приемных роликах 11 и 14. Боковая сторона корпуса питателя со стороны кроны растений имеет фигурный вырез, что позволяет размещать в питателе переросшую рассаду. Ленты изготавливаются из любого прочного эластичного материала (на экспериментальной машине ленты изготовлены из льняной ткани).

Технологический процесс посадки протекает следующим образом. В теплице или другом помещении на зарядных стендах (рис.3) производится зарядка питателей. Для этого рабочий по мере движения транспортера 4 раскладывает рассаду между рядами шар-нирно закрепленных

Рис.3. Схема зарядного стенда для заправ- на транспортере ки питателя рассадопосадочной машины расса- пальцев. Огибая ве-

,ой дущий блок звездо-

чек 2, пальцы принимают горизонтальное положение и удерживаются в этом положении копиром 5. При такой траектории, движения ряд падьцев, проходя в промежутках между направителями рассады 12 проталкивают предыдущее растение в питатель и удерживают его от смещения вверх до тех пор, пока ленты питателя не _ продвинуться на шаг зарядки. Привод питателя выполнен прерывистым, он включается только при надавливании растения на дат-

чик 6, при этом ленты прокручиваются ровно на один шаг. Такая схема позволяет заряжать питатель без пропусков, независимо от пропусков рассады на транспортере 4.

Заряженные питатели транспортируют в поле и устанавливают на посадочную машину. Масса питателя и его габариты позволяют производить эту операцию одному оператору. Чтобы обеспечить возможность доехать до конца поля при ограниченной емкости питателя на стеллажах устанавливают один или два комплекта запасных питателей.

При движении посадочной машины в загоне ленты питателя перематываются ведущими роликами в направлении, противоположном зарядке. При этом зажатые между лентами стебли выпадают из питателя на наклонный лоток и, двигаясь по нему, попадают в посадочную борозду, в пространство между сошником и смыкающейся бороздой, а затем фиксируется почвой под действием прикатывающих катков.

В третьей главе приводится исследование закономерностей технологического процесса посадки и факторов, определяющих его качественные показатели с целью отыскания параметров рабочих органов, при которых обеспечивается выполнение агротехнических требований на посадку (рис.4).

Рис.4. Структура исследований технологического процесса посадк! рассады без сажальщиков

йк - ширина кроны, мм; </„,- диаметр стебля, мм; ¿к- ширина корня, мм; Л,-длина корневой части, мм; Л - расстояние от корня до центра тяжести, мм; J- момент инерции, кгм1; т- масса стебля, г; ц - сопротивление стебля воздушному потоку, Нс/м; 1„- шаг укладки растений в питатель, мм; X-кинематический режим работы; Л"р,А"г- разница между натяжением ветвей лент, Н; 5Д- величина проскальзывания лент, %; Эр- диаметр ведущих роликов, мм; ( - расстояние между роликами, мм; Р- неравномерность выпадения стеблей из питателя, %; /„,,- длительность интервалов времени между выпадениями стеблей, с; а- угол наклона лотка, град; /?- радиус кривизны лотка, мм; <рп<р2,(р,- углы поворота стебля, град.; Ь- ширина сошника, мм; у,-расстояние от обреза сошника до смыкающейся борозды, мм; скорость машины, м/с; Л- глубина хода сошника, мм; й,,/,- параметры сошникового валика, мм; Д/ - изменение шага посадки, мм; В- расстояние между катками, мм; В,.- ширина катка, мм; Ь- расстояние между осью катков и обрезом сошника, мм; Н- глубина заделки, мм; Т- плотность заделки, кПа.

Неравномерность распределения растений вдоль ряда зависит от скольжения лент питателя по поверхности ведущих роликов и равномерности выпадения стеблей из питателя. При перематывании лент питателя натяжение ветвей набегающих на ведущие ролики и сбегающих с них меняется, так как меняются диаметры барабана и приемных роликов. Наихудшие условия перемотки лент имеют место в начале и конце цикла перемотки.

Результаты экспериментального определения проскальзывания лент по поверхности ведущих роликов (рис.5) показывают, что

га 2

х ^з

О го

О £

я . я> В X л о ш

« 8

•зС >»

в

о.

10 8 6 4 2 0 -2 -4

-10

1 -в—Мбар. = 1.0 Млр. р. Л Мбар.= 1.5 Мпр.р. -♦-Мбар.= 2.0 Мпр.р.

ч !

1 1

------- ■ -----

| 1 7 1 Э

Длина ленты.Ш.м

Рис.5. Скольжение лент питателя по поверхности ведущих -роликов

наименьшее скольжение лент будет, если тормозной момент фрикционной муфты барабана (Мбар.) в 1.5-2.0 раза больше момента фрикционных муфт приемных роликов (Мпр.р.). В этом случае в начале и в конце перемотки проскальзывание (пробуксовывание) лент будет минимальным. Ожидаемая величина изменения шага посадки составляет примерно 2%.

Неравномерность выпадения стеблей из питателя в значительной' степени зависит от диаметров ведущих роликов и расстояния между ними. Экспериментальное определение влияния этих параметров на вдольрядную неравномерность посадки (рис.6) показывает, что при диаметре сбрасывающих роликов (Бр) 30-40 мм и расстоянии между лентами (1) около 40 мм вдольрядная неравномерность посадки (Р) находится в пределах 10%.

0 I--и-

20ч 40 60 • 80

Диаметр сбрасывающих роликов, Ор, мм

Рис.6. Зависимость вдольрядной неравномерности посадки Р, % ог диаметра сбрасывающих роликов Ор а расстоянии / между ними

После выпадения из питателя стебли попадают на наклонный лоток, представляющий собой гравитационный спуск. В технологическом процессе посадки рассады недопустимо наложение одного стебля на другой на лотке, так как это может нарушить весь процесс. Очевидно (рис.7), что наложения стеблей не произойдет, если к моменту выпадения последующего стебля (Б) предыдущий стебель (А) переместится по лотку на расстояние не меньшее длины стеблей 1ст.

Уравнение движения стебля по лотку имеет вид

тх = т^'та / соэа),

О)

mcjcos

mg

mi

igsin«

J.

Рис.7. Перемещение стебля рассады по лотку

где т - масса стебля, г; . х - путь, пройденный стеблем, по лотку, м;

g - ускорение свободного падения, м/с;

а - угол наклона поверхности лотка к горизонту, град.;

/ - коэффициент трения стебля о поверхность лотка.

Решение этого уравнения

при начальных условиях

t = 0,x=0,x = xg позволяет определить скорость л: и путь х, пройденный стеблем по лотку

sin(a. -р) Г] rF.sina-/cosa

x = jt„+gt—±-£2 = .lx;+2gH----, (2)

cos р V sinar

, sinia - p)

x = x0t+gt2—f-

2 cos p

где t - время движения стебля, с;

х0 - начальная скорость стебля, м/с; р - угол трения {р = arctgf), град.; Н - высота спуска, м; Если принять для упрощения, что начальная скорость стебля относительно лотка равна нулю, то из уравнения 3 находим величину интервала времени, tUH, за которое стебель по лотку перемещается на расстояние х=1ст.

(3)

_ I 2lcm-cosp

(4)

Длительность интервалов времени между выпадениями стеблей зависит от шага укладки стеблей в питатель 1П и скорости перемотки лент питателя Уп, а она, в свою очередь, определяется шагом посадки 1р и скоростью движения машины Ум. Величину минимального шага укладки рассады в питатель, обеспечивающего перемещение стеблей по лотку без наложения друг на друга можно определить по номограмме (рис.8). Шаг укладки рассады в питатель равный-4-5 см обеспечивает при скорости машины до 1.5 м/с и шаге посадки 0.2-0.6 подачу стеблей по лотку без наложения друг на друга.

Одним из условий соблюдения глубины п«}садки .является попадание стебля на дно борозды до момента фиксации его поч-

вой. Для этого между сошником и смыкающейся бороздой должно оставаться достаточное свободное пространство. Анализ размеров корневой системы рассадных культур показывает, что это пространство достаточно при ширине сошника в нижней части 40-60 мм и таком же расстоянием между задним обрезом сошника и линией смыкания борозды. Экспериментальное исследование параметров ЛИНИИ смыкания Рис.8. Номограмма для определения борозды проведено С исполь- шага укладки растений в питатель и зованием методики планиро- перчаточного отношения вания экспериментов. В качестве независимых переменных (факторов) приняты: скорость движения машины Ум(х1), расстояние между катками в нижней части В(х2), расстояние между осью прикатывающих катков и обрезом сошника Ь(хз) и влажность почвы Щх4■). В результате исследований получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс:

у0 = 41.5+15.2х1 +7.9х2 +17.8х3 + 5.6х4 + 4.3х,х2 +З.8х1х3-З.1х1х4; (5) у, =47.7+12.7х1 +9.8x2 + 20.3х3 + 5.7х4 +2.3х,х2 +23х1х3 -2.3х,х4; (6) у 2 =53.5+8.6x2+11.7x2 +19.6х3+4.5х4 +1.3x^2 + 1.4х1х3-1.8х1х4\ (!) у3 = 59.7 + 4.7x2 + 12.8х2+20.3х3 +3.7х4 +О.Зх1х2+О.Зх1х3-О.Зх1х4; (8) у4 = 67.4+0.4x2 +14.6х2 +19.6х3 +2.4х4-0.4Х2Х2-0.4х,х3 +0.4х2х4; (9;

=76.8-'3.2x2 +15.7X2+20.2X3+1.8X4-1.8X2X2-1.8X1X3 +1.8Х;Х4\ (10) у6 =88.8- 6.3x2 + 16.3х2 + 18.3х3 +1.8х4 - 3.8Х2Х2 - З.8х,х3 + 3.8X2X4; (11) у7 =100.8-9.2x1 +19.2x2 +16.2х3 +1.8х4 -5.8Х]Х2 -5.8х2х3 +5.8х2х4;(12) уа= 108.1+10.9x2 +12.9х2 + 8.9х3 - 0.1х4 + 1.1х,х2 + 1.1х,х3 + 1.1х1х4; (13; у9 =136.2-11.8х1+26.8х1+18.3хз-их4-13.2х1х2-6.7х1хз+67х1х4\ (14; у10 =165.4-14.7x2 +39.7х2 +14.7х3+0.4х4 -10.4Х2Х2 -10.4х1х3+19.4х1х4 (15;

где у о - уп расстояние от заднего обреза сошника до линии смыкания борозды соответственно на уровне дна борозды (уо) и чере: каждые 10 мм вверх от нее.

На основании полученных уравнений реконструирована фор ма линии смыкания борозды и установлено, что в зависимости

1жности почвы и скорости машины величина оптимального сводного пространства достигается при расстоянии между катками шжнен части 50-70 мм и расстоянии между обрезом сошника и ью катков 160-200 мм.

В зависимости от характери-ик почвы, параметров сошника и икатывающего устройства могут 1ть несколько вариантов заделки -розды, при которых объем почвы, ремещаемой катками, меньше, шьше или равен объему почвы вы-сненной сошником. В процессе делки над серединой борозды обдуется гребень, высота Н которо-I может быть как положительной, 1К и отрицательной (ниже поверхг С0ШНИком. эсти поля) (рис.9).

Рис.9. Объем почвы, перемещаемой катками меньше объема почвы вытесненной

Экспериментальные исследования процесса раскрытия борозды показали (рис.10), что параметры сошникового валика зависят от ширины сошника и скорости движения машины. При ширине сошника 40 мм' и скорости движения до 1.5 м/с перемещение всей вытесненной сошником почвы назад в борозду может быть осуществлено катками с шириной обода 100 мм (например, прикатывающее устройство серийной машины СКН-6А).

Плотность заделки корневой системы в значительной степени зависит от скорости машины и расстояния между катками в нижней части (рис.11). Наибольшие значения плотности достигаются при расстоянии между катками (Ь) 50-70 мм. При этом с увеличением скорости машины наибольшая плотность (Т) достигается при большем расстоянии между катками, а абсолютные значения плотности снижаются.

Рис. 10.Схема замеров и результаты определения профиля сошникового валика в зависимости от скорости машины и ширины сошника

31)

¡с

Чзо

х •х

л

о

30 40 50 60 70 80 Расстояние между катками, Ь,мм

Piir.ll. Зависимость плотности заделки от расстояния между катками н скорость машины

15

-15 I-----

30 40 50 60 70 Расстояние между катками, Ь,

Рис.12. Высота гребня в зависи сти от расстояния между каткам скорости машины

У= 1.5 м/с У=0.5 м/с ■X— у= 1.0 м/с —

При этих же значениях расстояния между катками велич^ гребня Н над серединой борозды минимальна, то есть глубина 1 салки будет равна глубине хода сошника (рис.12).

В четвертой главе анализируются факторы, влияющие производительность рассадопосадочной машины и затраты на г салку.

Характерной особенностью работы посадочных машин с сажальщиков являются частые остановки для замены отработг ных питателей. Длина безостановочного пути Ьг напрямую связа с емкостью питателя ()р и шагом посадки 1р. В тоже время емкое питателя ограничивается возможностями ручной замены его одш оператором.

Питатель представляет собой свернутые в рулон ленты с з полненными между ними стеблями и габариты его можно прибл /кенно выразить через диаметр

0„=Х>о + 2лл/„ м. (1

где Оя - диаметр полного питателя, ы;

£>„- начальный диаметр барабана питателя, м; пЛ - число витков лент;

толщина лент с рассадой, м.

Число витков лент я, .можно определить, представив ДЛШ лент ¿, как сумму п,-членов арифметической прогрессии, у кот

ой первый член равен: л{О0 а последний - п{ро + п-7Л).

После преобразований получим квадратное уравнение, реше-ие которого позволяет найти число витков ленты

8t,L„

2t,

Подставив выражение 18 в 16 получим:

-Д.-f.

+ 4t,

(18)

(19)

7t

Разбивка поля на загоны должна производиться с учетом лины безостановочного пути. Для определения этой длины, а акже параметров питателя разработана номограмма (рис.13).

Если считать приемлемыми для замены одним человеком размеры питателя 0.6 х 0.6 х 0.3 м, то емкость питателя в зависимости от размеров рассады составит 350-450 штук стеблей. Масса такого питателя составит 12-15 кг (масса стеблей 7-10 кг).

Для нахождения оптимальных параметров и режимов работы посадочного агрегата исходными уравнениями обычно принимаются уравнения произво-ительности и затрат, отнесенных к единице выполненных работ ..

Wo~036 ßVr-^>max, (20)

П = Э + ЕК min, (21)

де Wg - часовая производительность, га/ч; В - ширина захвата маншньгг м; V - скорость агрегата, м/с;

г - коэффициент использования: времени смены; П - удельные приведенные затраты, руб./га;

Оп - диаметр питателя; № • толщина лент с рассадой;

- длина лент питателя; 1л - шаг зарядим рассады {р- шаг посадки; 1_г • длина безостановочного пути.

Рнс.13. Определение, основных: етров питателя

пара-

Э - удельные затраты в сфере эксплуатации, руб./га;

Е - нормативный коэффициент эффективности капитальнь: вложений;

К - удельные капитальные вложения, руб./га.

■ Для решения поставленных задач обычно выражают соста ляющие критериев оптимизации через искомые параметры, то ес-разрабатывают математическую модель процесса. Полученные т ним образом целевые функции сложны и исследование их являет! трудоемкой, задачей. Решение значительно упростится, если цел вые функции представить полиномом. С этой целью был поставл< численный эксперимент, в процессе которого часовая производ тельность ИМ Л) и приведенные затраты П(у2) рассчитывались соответствии с планом Х-5. В качестве основных факторов прин ты: рядность машины К(ХО, скорость агрегата У(Х2), емкость п 'тателя {з), шаг посадки 1(Х4) и норма полива ц{Х$). Получе

иые уравнения регрессии адекватно описывают процесс: • у, =0.287 + 0.0417X, + 0.0256Х2 + 0.0385Х3 +0Л385Х4-0.1131Х5 -

-0.0109Х,Х2-0.0321Х,Х}-0М04Х3Х4-0.0191Х3Х5 --0.0191Х4Х5-0.0177X2, -0.0176Х\ -0.0177 Х3 -0.0177 Х4 - ^

-0ДП6Х1

у2 = 814066-12693Х/ -94276Х2 -170895Х3 -170895Х4 +61567Х5 + 45934Х,Х2+19364Х,Х$ + 136736Х3Х4 + 43566Х3Х5 + + 43566Х4Х5 + 14430Х] +14025X] +14529Х3 + 14529Х\ + ^ + 13652X1

Величина и знаки полученных полиномиальных моделей г зволяюг судить о степени влияния соответствующих факторов параметры оптимизации.

Наиболее существенные зависимости между факторами и < кликами (рис. 14,15) показывают, что с увеличением рядности и шины и емкости питателя производительность агрегата увеличи: ется, а затраты снижаются. Особенно заметно это происходит п посадке без полива (ч=0). В этом случае производительность дв; > рядной сажалки сопоставима с производительностью шестиряди полуавтоматической рассадопосадочной серийной машины. Е посадке с большими нормами полива, частые остановки для правки водой сводят на нет преимущества увеличения рядно< машины и емкости питателя.

q=9

q=f л/и

q=J.i/4

2 4 К.шт. 2 4 k'.urr. 2 4 к',шт. Рис.14.Зависимость величины

TU( |»(L'll Q. =21»

mj >

2 i К,ш. 2 4 К.шт. 2 4 К,шт. Рис.15.Зависимость приве-

1асовон производительности ТУо денных затрат от рядности маши->т емкости питателя (¿р, рядности ны К, емкости питателя р и нор-.1аш1шы К и нормы полива д мы полива ?

В пятой главе приведены результаты лабораторно-полевых испытаний экспериментальной двухрядной рассадопосадочной машины. Вертикальность посадки обеспечивается в пределах агротехнических требований Ъо всем исследуемом диапазоне скоростей (рис.16), но наилучшие показатели получены при скорости 1.0 м/с.

я 100

so

И

S*

60

40

20

т"

0.5 0.75 1.0 1.25 1.5

Скорость мзигнны, V, км/ч

—о— угопнаклона свыше 45 град. —й— уголнаклона до 45 град "й" угол наклона до 30 град.

Рис.16. Изменение вертикальности посадки в зависимости от скорости машины

0.5 0.75 1.0 1.25 1.5

Скорость машины, V, м/с ■

—«"посажено глубоко

—о- посажено мелко

—й—посажено на заданную глубину.

Рве. 17. Изменение глубины посадки в зависимости от скорости машины

При увеличении скорости до 1.5 м/с количество растений высаженных с отклонением от вертикали на угол более 45 градусов

начинает увеличиваться. Такие же результаты (рис.17) получены но глубине посадки. В диапазоне скоростей 1.0-1.25 м/с глубин посадки наиболее стабильна.

Плотность заделки корневой системы оценивалась усилием н выдергивание стеблей. С увеличением скорости (рис.18) возраста ет количество по разному заделанных стеблей , то есть процес идет менее стабильно. Во всем диапазоне скоростей усилие на^вы лсргквание укладывается в агротехнические требования и тольк при скорости 1.5 м/с количество неплотно заделанных стебле) возрастает из-за увеличения количества мелко посаженых расте 1111 й. /

Важным показателем, характеризующим возможность исполь ¡ования машины в хозяйственных условиях, является приживае мость рассады, в том числе, и в зависимости от длительности хра копия ее в питателе. Проведенные исследования (рис.19) показы кают, что при посадке без полива дождеванием допускается хране иие рассады в питателе до посадки в течение 3 часов. Если по технологии предусматривается после посадки полив дождеванием, тс максимальная продолжительность хранения рассады в питателе дс посадки должна быть, сокращена до двух часов, так как увядшая рассада прибивается каплями к почве и в дальнейшем погибает.

5. 100

* tí

03 0.75 1.0 1.25 Скорость M ЯШИНЫ. V, м/с

1.5

-усилиеменьше 2H —о—усилие больше ЗН -\силнс равно 2Н —X—усилие равно ЗН

0 1 2 3 ' 4

Время хршевяя рксады в ютятеле.Тхр, ч

—о— погибло из-за прилипания к почве —о—при поливе ДДА-100М —й—при поливе ю баков

Рис. 18. Изменение усилия на вы- Рис. 19. Изменение приживяемо-лергиваиие стеблей в зависимости сти рассады в зависимости от от скорости машины длительности хранения ее в пи-

тателях до посадки

В целом, лабораторно полевые испытания подтвердили работоспособность предложенной технологической схемы, возмож-

>сть высаживать рассаду с соблюдением действующих -агротех-1ческих требований. Наилучшие качественные показатели полу-;ны при скоростях посадки 1.0-1.25 м/с.

В шестой главе приводится расчет экономической эффектив-эсти экспериментального образца рассадопосадочной машины в завнении с базовой моделью СКН-6А.

Расчет приводился в соответствии с ГОСТ 23.729-79 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической •оценки пециализированных машин" для совокупности операций, начиная выборки рассады, зарядки питателей (затаривания в ящики для КН-6А), транспортировки рассады в поле и посадки.

Сводные сравнительные показатели экономической эффек-ивностн показывают, что применение технологии посадки расса-ы без сажальщиков снижает, затраты труда на посадку на 31%, рямые эксплуатационные затраты на 51%, годовой экоиомиче-кий эффект превышает стоимость машины.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

. В результате анализа литературных источников установлено, [то дальнейшее совершенствование рассадопосадочных машин юлжно идти по пути создания машин, работающих без сажальши-;ов, поэтому разработка технологии и машины для посадки расса-[ы овощных культур без сажальщиков является актуальной зада-1вЙ.

Исследовательские работы по теме носят в большинстве случ-а-:в постановочный характер и относятся к технологическим схемам, предусматривающим передачу стеблей из одного рабочего эргана в другой и подачу рассады в посадочную борозду посадочным аппаратом.

3. В технологическом процессе посадки наложение на наклонном нотке одного стебля на другой не произойдет, если к моменту выпадения последующего стебля предыдущий сместится по лотку на расстояние, превышающее длину стебля. Для всех схем посадки и скорости машины не более 1.5 м/с это условие будет соблюдаться, если стебли в питателе уложены с шагом не менее 40-50 мм и угол наклона лотка более 70°.

4. Установлено, что при габаритных размерах питателя, приемлемых для замены его одним оператором (0.6x0.6x0.3 м), масса заполненного рассадой питателя составляет 12-15 кг, емкость питателя 350-450 штук рассады, длина безостановочного пути в зависимости от шага посадки 150-250 м.

5. Исследованиями установлено, что вдольрядная неравномерность посадки рассады вызывается скольжением лент питателя по

поверхности ведущих роликов и неравномерностью выпаден^ стеблей из питателя. Наименьшее значение скольжения лент буде в том случае, если тормозной момент фрикционной муфты бараб; на питателя в 1.5-2.0 раза превышает тормозной момент приемны роликов. Наиболее равномерное выпадение стеблей из питател получено при диаметре ведущих роликов 30-40 мм и расстояни между ними 30 мм. При выполнении этих условий суммарная н< равномерность посадки составит не более 12-15%.

6. Плотность заделки корневой системы зависит от параметре сошника, прикатывающих катков и скорости машины. При скорс стн машины до 1.5 м/с и ширине сошника в нижней части 40 м перемещение всей вытесненной почвы назад в борозду может бьп осуществлено катками с шириной обода до 100 мм. При этом Hai большие значения плотности заделки корневой системы достиг; ютея при расстоянии между катками в нижней части 50-70 мм. увеличением скорости наибольшая плотность достигается пр большем расстоянии между катками, а абсолютное значение плот мости снижается.

7. Глубина посадки, равная глубине хода сошника, достигаете при расстоянии между сошником и смыкающейся бороздой 40-6 мм (на уровне дна борозды), расстоянии между обрезом сошника осью катков 160-200 мм и расстоянии между катками в нижне части 50-70 мм.

8. [вертикальность посадки в значительной степени определяете скоростью движения машины. Агротехнические требования н вертикальность соблюдаются в диапазоне скоростей 0.7-1.25 м/< Наилучшие значения - 95% с отклонением от вертикали до 30° пс лучены при скорости 1.0 м/с.

9. Установлено, что приживаемость рассады зависит от длитель ности хранения стеблей в питателе до посадки. При поливе из бг ков машины максимально допустимое время от выборки рассад! до посадки составляет. 3 часа. При поливе после посадки дождевг пнем промежуток времени до посадки не должен превышать 2 че сов.

10. Методом планирования многофакторного эксперимента пол> чены полиномиальные модели зависимостей производительност рассадопосадочной машины и затрат на посадку от основных'пг

■ раметров и режимов работы. Анализ моделей показывает, что. увеличением скорости, рядности машины, шага посадки и емкосг питателя производительность увеличивается, а затраты снижаюто Производительность двухрядной машины может составлять 0.3-0. га/ч, а затраты на посадку 180-240 тыс.руб./га. Единственным фан тором, снижающим производительность и повышающим затрать

шется одновременный полив из баков машины. При повышении рмы полива до 2 л/м, что ниже агротехнических требований, оизводительность снижается в 3-4 раза и вызывает соответст-ющий рост затрат. Наибольший эффект от использования машин 5 сажальщиков может быть получен при посадке рассады без од-временного полива.

. Эффективность использования экспериментальной посадочной шины в-сравнении с машиной СКН-6 Аг выражается в исключе-и ручного труда оправщиков, улучшении условий труда рабо-х, снижении затрат труда на 31%, прямых эксплуатационных за-ат на 51%, удельных капитальных вложений на ,69% при соблю-нии агротехнических требований.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих ботах:

Обоснование некоторых конструктивных параметров рассадопо-цочной машины // Эффективность использования сельскохозяй-венной техники: Сб. науч. тр. / Ставроп.СХИ. - Ставрополь, 93. - С.28-30 (в соавторстве).

Предпосылки реализации комплексной механизации вы^ащива-я и посадки рассады овощных культур // Материалы науч,-оизвод. конф., посвященной 65-летию акад. - Ставрополь, 1995. ?.33 (в соавторстве).

Исследование условий вертикальности посадки рассады овощ-IX культур // Механ. с.-х. производства: Сб. науч. тр. / Став-п.СХИ.- Ставрополь, 1997. - С.5-8 (в соавторстве). Устройство для определения уплотнения почвы при посадке ссады овощных культур // Информационный листок Ставрополь-ого межотраслевого территориального ЦНТИ № 212-97. - Став-поль, 1997. - 4 с.

Посадка рассады овощных культур без. сажальщиков // Инфор-щионный листок Ставропольского межотраслевого территори-ьного ЦНТИ № 213-97. - Ставрополь, 1997. - 4 с. Решение ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретение от .07.96. МПК 6 А 01С 11/02. Рассадопосадочная машина / В.Г. харченко, В.П. Скороходова --№^4029778/13(029913); Заявлено .08.94. - 9 е.: ил.З.

Решение ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретение от .05.97. МПК б А 01С 11/02. Рассадопосадочная машина / В.Г. харченко, В.П. Скороходова - № 96113836/13(019898); Заявлено .07.96. - 8 е.: ил.З.

Заказ № 127. Тарах 100 экз. Печ. л. 1.0. СтСГСХА. 1997 г.