автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности сева хлебных злаков пневмомеханическим высеивающим аппаратом

од

АШЕШЯ АГРАРНЫХ НАУК РЕЕ ПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

МАЙ

БЕЛОРУССКИЙ НАУгТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЫЖЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (БелНИИЖХ)

УДК 631.1:631.531.04:631.33.6

ПЕРЕВОЗНИКОВ ВАСИЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ ПОВЬШЕНИЕ ЭФФЕК1ИВН0СТИ СЕВА ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ

инЕвгшЕХАинчяат высевающим аппаратом

05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических нау:;

йшск - 1995

Работа выполнена в Белорусском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства (БелНИЮ.СХ).

Научный руководитель - член-корреспондент Академии

аграрных наук Республики Беларусь доктор технических наук, профессо ДМИТРИЕВ А.М.

Официальные оппоненты: академик Академии аграрных наук

Республики Беларусь и Россе льхоз-академии, доктор технических наук профессор НАЗАРОВ С.И.

кандидат технических наук АЗАРЕНКО В.В.

Оппонирующая организация - Белорусская сельскохозяйственн

академия (БСХА).

¿шиита состоится 1996 г. в ч.

на заседании совета по защите диссертаций Д 05.33.01 в Белорусском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства по адресу: 220610, г.Минск-49, ул.Кнорина, I, ЕелШИМСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БелНИИШХ.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь совета по зашита диссертаций //' ¿1 И.И .Ииу ново кий

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Рост и развитие хлебных злаков значительно зависят от плошади питания. Так, сближение семян в рядке при севе до расстояния Ю мм приводит впоследствии к потере растениями вертикальной устойчивости и, следовательно, способности реализовать потенциал продуктивности. Поэтому повыгоние эффективности технологической операции сева хлебных злаков имеет важное народнохозяйственное значение.

Требуемую агротехникой плошадь питания можно обеспечить путем сужения междурядий. Однако у сушествуших сеялок для хлебных злаков, особенно у сеялок, оборудованных механическими высевающими аппаратами, неравномерность распределения самяи вдоль рядка составляет 95... 110%, т.е. имеющиеся технические средства необходимо совершенствовать.

Существенными достоинствами в части точности высева обладают высевашиэ устройства с катушечными высеваюяими аппаратами. Так, выоевпюший аппарат с желобчатой катушкой по устойчивости высева и равномерности между аппаратам:! превосходит практические требования. Однако равномерность распределения семя и этим аппаратом вдоль рядка не отвечает агротехническим требования?-!,

В связи с изложенным, актуально изыскание технических рейв» ний и проведение экспериментально-теоретических исследований по совершенствованию высевающих устройств зерновых сеялок.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ БелНИИШХ на 1991-90 гг. по теме 'Разработать унифицированное оборудование к почвообрабатывающим машинам для сева зерновых и других культур з условиях Республики Беларусь", которая предусматривалась в подпрограмме "Механизация" республиканской программы "Агрокомплекс" в разделе: 'Разработать высокопроизводительные механизированныз комплексы для энергосберегающих и экологически безопасных технологий производства сельскохозяйственной продукции".

Ц-ВЛь^^за^ч^иссле^ошния. В результате выполненного анализа состояния вопроса поставлена цель исследования - повысить эффективность сева хлебных злаков путем совершенствования высевавшего аппарата. Для достижения поставленной цели необходимо ре-еить сгодуюгаиз задачи:

- разработать штолчку оценки процессов функционирования высевавших устройств зерновых сеялок;

- изыскать конструкцию высевающего аппарата, повышающего равномерность распределения семян вдоль рядка;

- теоретически исследовать высеваюгаий аппарат для обоснования его основных параметров;

- экспериментально уточнив основные параметры, сравнить оценочные показатели экспериментального высевающего аппарата и механического аппарата с желобчатой катушкой.

Дополнена система оценочных показателей процессов функционирования высевающих устройств зерновых сеялок рассмотрением равномерности распределения интервалов между соседними семенами с определением числовых характеристик, что позволяет установить лучшие конструкции и решать задачи по совершенствованию высевавших устройств зерновых сеялок.

Предложен аэрогравитационный способ подачи семян и на его основе разработан пневмомеханический высевающий аппарат, повышающий равномерность распределения семян вдоль рядка путем формирования непрерывного воздушно- ернового потока, перемещакшегося через семенной канал с последовательным снижением коэффициента концентрации, что имеет существенное значение для решения прикладной задачи обоснования соотношения между показателями равномерности распределения растений и плотностью продуктивного стеблестоя хлебных злаков по критерию максимального урожая.

Выбраны параметры и режимы работы пневмомеханического высевающего аппарата (диаметр и длина катушки, размер и шаг располо-дания отверстий на поверхности катушки, длина и высота семенного канала, угол отклонения оси отверстий от радиального направления, частота вращения катушки к статическое давление в пей); выявлены аналитические связи параметров воздушно-зернового потока в семенном канале с подачей езмкн.

Практическая значимость полученныуреаупьтатоа. Те ope тиче с кие и экспериментальные исследования позволили разработать конструкцию пневмомеханического высевающего аппарата Д7 п зерновой сеялки. Б сравнении с высевающим аппаратом, имевшим желобчатую катушку, предлагаемый аппарат обладает следующими преимуществами:

-.снижает неравномерность распределения семян вдоль рядка;

- исключает дробление семян;

- повышает устойчивость высева за счет разрутенил сводообра-цэвания над аппаратом потоком воздуха.

Результаты исследований используются в конструкции универсальной пневмомеханической сеялки С-б, унифицированного посевного оборудования зерновых культур ОПЛ-7,2, 0ПЗ-З,6 и ОПЗ-б.

Новизна технических решений, направленных на снижение неравномерности распределения семян подтверждена авторским свидетельством на изобретение » 1750757, кл. А01С 15/04, 1992 года и патентом 1? 1771397 АЗ, кл. АО 1С 15/04, 1992 года.

подученных результатов. Экономическая эффективность сева хлебных злаков пневмомеханическим высевающим аппаратом в сравнении с аппаратом, имеющим желобчатую катушку, обеспечивается за счет улучшения способа высева семян, позволяющего повысить урожайность хлебных згаков на основе более равномерного распределения семян по площади и экономить семена в результате снижения механического травмирования последних.

Эффективность нового процесса сева, оценка которого произведена по энергоемкостн прямых и овеществленных затрат, повышается на 12% в сравнении с базовом.

- га толика исследования процессов функционирования высевающих устройств серповых сеялок, которая базируется на рассмотрении экспериментальных данных о равномерности распределения интервалов между соседними семенами и определении его числовых характеристик;

- аэрогравитационный способ подачи семян и конструкция пневмомеханического высевающего аппарата, повышающего равномерность распределении семян вдоль рядка;

- метод расчета рациональных параметров пневмомеханического высевающего аппарата путем нахоэденил условий для равномерного истечения воздуха, при которых обеспечивается устойчивая подача семян;

- экспериментальные зависимости оценочных показателей функционирования пневмомеханического висе ваше го аппарата и аппарата с желобчатой катулкой от их основных параметров.

^ичны^в1^г^_,сдискатдлп. Автор, проанализировав известные ранее методы по снижению неравномерности распределения семян вдоль рядка, показал их матгуп эффективность к конкретным требованиям .агротехники и предложил новое? рошенке поставленной задачи, реализовав ого путем теоретических и экспериментальных исследований аэрограгитационмого способа подачи семян.

В итоге автору удалось создать пневмомеханический высевающий аппарат и найти взаимосвязь мевду основными параметрами аппарата и подачей семян. Вместе с соавторами найдены на уровне изобретения технические решения по конструкции пневмомеханического высевающего аппарата.

Положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических семинарах "Повышение качества обработки почвы и посева в энергосберегающих технологиях возделывания зерновых культур" (Шнек, 1993г. Гомель, 1994 и Брест, 1995 г.).

N° теме диссертации опубликовано пять работ, в том числе описания авторского свидетельства на изобретение и патента.

С.ТЩОШЕ-&Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка использованных источников (59 наименований) и приложений. Она изложена на ® страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы и 54 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В о" в в е д е н и и содержится оценка современного уровня агротехники сева хлебных злаков и обоснована актуальность теми.

В первой главе "Сосвдяниз вопроса и задачи исследования" определены показатели, характеризующие эффективность функционирования зерновых сеялок, рассмотрены высевающие устройства, на основании чего едзлаи вывод - неравномерное распределение семян хлебных злаков вдоль рядка, выражающееся в накоплении критических интервалов (0...15 мм) между семенами, обусловлено характером подачи семян высевающий аппаратом.

Методика стендовых испытаний рядовых сеялок, согласно РД 10.5.1.-91 "Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Программа и методы испытаний", предусматривает для оценки качества высева определять следуюаше показатели:

-•дробление семян высевавшим аппаратом;

- отклонение фактической нормы от установленной механизмом ее регулирования;

- неустойчивость высева;

- неравно мер пасть высева между отдельными аппаратами.

Анализ этих показателей обнаруживает, что они характеризуют

но неравномерность распределения семян, а изменчивость средних значений массы семян, выносимой аппаратом в единицу тгремени.

Поэтому для сравнительной оценки высевающих аппаратов рядовых сеялок целесообразно использовать в дополнение к традиционным оценкам показатели, характеризующие варьирование интервалов мевду соседними семенами.

Известно, что на характер распределения сеялкой семян вдоль рядка влияет комплекс узлов, охватываемых понятием высевающие устройства. К внпеваюкему устройству следует относить бункер для семян, собственно высевающий аппарат, семяпровод и сошник. Высевающий аппарат, в свою очередь, включает такие части, как выносящий элемент (катушка); семенной канал, где слой семян находится в непосредственной контакте с выносящим элементом и вспомогательные устройства для регулирования нормы высева, увеличения равномерности потопа семян, контроля за ходом процесса высева и т.п.

Как показывают исследования Л.Н.Карпенко, А.Н.Семенова и С.В.Кардашвского, неравномерность распределения семян сеялкой по длине гона в основном определяется качеством работы высевающего аппарата. Так, повсеместно используемые висевшэшие аппарата с желобчатой катушкой осуществляют висев семян путем дискретной подачи. В результате коо#ициент вариация, характеризующий распределение интервалов t/еждУ семенами вдоль рядка, равен 95.,. 100$ и имеет место экспоненциальное распределение.

Недостатком механического высевавшего аппарата является травмирование семян в объеме до 10',?, что заставляет устранять все элементы, которые способны вызвать повышенное давление на семена, ведущее к их повреждению.

Конструктивные возможности по улучшению распределения семян у высевашего аппарата с желобчатой катушкой достаточно полно исчерпал«. Резерв следует искать в изменении принципа работы высевающего аппарата или в целом высевоюшэй системы.

Снижение неравномерности распределения семян вдоль рядка следует ожидать при таких изменениях в конструкции высевающего аппарата, ко торt« максимально сохранят связанный режим истечения семян. Для этого необходимо свести до минимума принудительный высев семян, заменить его. высевом за счет движения активного слоя семян.

Во второй главе "Поисковое исследование по выбору способа подачи семян высевающим аппаратом. Программа и методика исследования" обоснован способ подачи семян хлебных злаков, позволяющий сохранять непрерывность потока семян во время

прохождения через высевающий аппарат, предложена конструкция пневмомеханического аппарата, составлена общая методика получения и статистической обработки информации, изложены результаты поискового исследования экспериментального высевающего аппарата.

Семена, находящиеся под воздействием восходящего потока воздуха, совершают хаотическое движение в пределах некоторого слоя. При повышении скорости потока воздуха, прониьывашего слой семян, последние выносятся за пределы слоя, т.е. наступает состояние пневмотранспорта. Пневмотранспортирование может быть в плотной и разряженной фазе, что определяется количественным соотношением компонентов воздушно-зернового потока, или коэффициентом концентрации

Оз _ V*

А—Ш-'Ш '

где Од, ]/$ и 0.@> , \/Ь - соответственно массовый или объемный расход семян и воздуха, кг/с, м3/с.

Аорогравитационный способ перемещения семян, как результат взаимодействия их с потоком воз,духа, использован и конструкции пневмомеханического высевающего аппарата (рис.1).

Рис Л. Конструктивно-техно логическая схема пневмомеханического высевающего аппарата

Технологический процесс высева семян состоит в следующем. Поток воздуха, нагнетаемый вентилятором I, поступает в перфорированную катушку 2 иврез воздуховод 3 при открытой заслонке 4,

Под воздействием воздуха, истекающего из отверстий катушки, вращающейся от привода 5, семена из бункера 6 через семенной канал высевающего аппарата 7 выбрасываются в семяпровод (не показан).

Неустойчивость высева семян пневмомеханического аппарата сравнивалась с аналогичным показателем механического высевающего аппарата с желобчатой катушкой, который создан для унифицированного посевного оборудования (УПО) с групповым высевом семян, разработанного в ЕелШИМЗХ. Для обоих аппаратов подача семян (J была равной 1,6...5,0 кг/мин, что соответствовало рабочей скорости посевной машины - 1,7...3,3 м/с и норме высева хлебных злаков - IP0...2B0 кг/га.

По данным измерений построены графические зависимости (рис.2). Уже на примере высева озимой ржи видно, что подача семян CJ в зависимости от статического давления Рст в полости катушки имеет параболический характер. Однако, на продолжительном участке наблюдается зависимость, близкая к линейной.

Рис.2. Характеристики высева семян озимой ржи при частоте вращения перфорированной катушки:

1 - П = 18 мин"1',

2 - П = 37 мин""1; 3-/7 =76 мин"^

Вторая характерная особенность процесса заключается в том, что подача ^ аппарата изменяется не пропорционально изменению частоты вращения катушки. В аналогичных случаях рекомендуется поддерживать номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, обеспечить привод вентилятора от синхронного вала отбора мощности трактора или от опорного колеса сеялки. Планируется оснащение соялок устройствами для контроля п управления технологическим процессом.

Процесс высева семян отличается удовлетворительной устойчивостью. Коэффициент вариации , по которому оценивали неустойчивость высева, уменьшался до уроеня arpo требований при подаче примерно 3,0 кг/мин (230 кг/га) и частоте врашония катушки

18 мин"'1'.

В третьей главе "Теоретическое исследование процесса высева семян пневмомеханическим аппаратом" рассмотрены условия равновесного состояния семян в полости высевающего аппарата при отсутствии избыточного давления воздуха, изложен метод и результаты расчета рациональных параметров аппарата, особенностью которого является нахождение условий и характера истечения воздушного и воздушно-зернового потоков соответственно через отверстия перфорированной катушки и через семенной канал высевающего аппарата, при которых обеспечивается устойчивая подача семян.

Семена в полости высевающего аппарата при отсутствии избыточного давления воздуха должны находиться в состоянии устойчивого равновесия. Поэтому кромка дна высевающего аппарата поднимается выше точки максимально возможного подъема семян при их самопроизвольном движении по поверхности дна под воздействием вышележащих слоев. Последние рассматриваются как сплошная сыпучая среда и определяются средние нормальные <5" и скалывающие Т напряжения внутри этой среды по правилам теории упругости.

Дно высевающего аппарата описывается радиусом, равным сумме радиуса катушки и высоты минимального прохода для семян (8...10 мм).

Теоретическое исследование и эксперименты со схематизированными моделями высевающего аппарата проводились с условием распространения результатов на конструкцию производственного высевающего аппарата. Для этого размеры модели и скорость потока воздуха в ней выбирались с учетом числа Рейнольдса Ае, характеризующего эпюру скоростей потока воздуха по сечению воздуховода. Это обстоятельство позволяет задачу о распределении скоростей и способах выравнивания их по сечению воздуховода, а также вопрос о выборе схем подводящих и отводящих воздуховодов решать в обобщенном виде. Получено 'значение поэтому результаты исследований можно надежно перенести на размеры производственного аппарата, для которого число йе может быть сколь угодно болыш указанного.

Диаметр боковых отверстой перфорированной катушки не должен превышать среднего размера зерновок хлебных злаков, а остальные размеры отверстий вкбирщотся из условия, чтобы свести к минимуму потери энергии потока на гидравлическое сопротивление. Так, втекание воздуха из внутренней полоста перфорированной катушки в

боковые отверстая, диаметром Да, сопровождается сужением потока и повышением скорости, так что коэффициент заполнения сечения равен сХ = 0,5 на расстоянии ОСо= 0,4До 0т входного сечения. Менее сужается поток воздуха при устройстве на входе в отверстие конфузора с углом конусности В = 00. ..140° и длине конуса £ = (0,2...0,3)14<7(рис.3).

^-саан Рис.3. Схема к опреде-

лению степени неравномерности скоростей на входе в отверстие

Разметая отверстия на поверхности катушки, следует учитывать с^ери-ческое распространение подсасывающего действия потока воздуха на входе в отверстие. Для нахождения минимального радиуса ОС области завихрения для одного отверстия получена расчетная зависимость

ОС =

Го к3 /-кг

где

К— /-

ifino-

степень неравномерности распределения скорос-

тей; ifa - скорость воздуха на входе в отверстие, м/с; максимальная скорость, потока в отверстии, м/с; 1с ~ радиус бокового отверстия, м.

Таким образом, соседние отверстия должны располагаться на поверхности катушки на расстоянии не менее Я ОС.

Для конструкции высевающего аппарата необходима равномерная раздача потока воздуха по боковым отверстиям катушки. Так как часть воздуха истекает в боковые отверстия, то средняя скорость потока 1/$ в полости перфорированной катушки (.воздуховоде) по направлению от ого входа уменьшается согласно закону неразрывности потока. Следовательно, и динамическое давление Ру , в том же направлении убывает, а статическое давление pan согласно закону сохранения энергии соответственно возрастает.

Следовательно, скорость истечения воздуха через отверстия от действия статического давления Рст выражается раванст-

где Рот - статическое давление воздуха в полости катушки, Па.

Если боковые отверстия не снабжены направляющими устройствами, то направление скоростей истечения потока в семенной канал получается различным по отверстиям. При этом в первых отверстиях поток резко направлен в сторону оси воздуховода. Далее угол между направлением потока бокового отверстия и осью воздуховода растет, и только перед заглушённым концом он становится перпендикулярным к указанной оси. Такое направление истечения приводит к тому, что основная часть общего потока устремляется в сторону конца воздуховода. Угол отклонения потока воздуха С*, от продольной оси воздуховода определяется выражением'

где Ра - полное давление в полости катушки, Па.

Расчет высевающего аппарата сеялки для сравнения равномерности раздачи потока воздуха, (в равном объеме) через круглые отверстия двух катушек, расположенных по разним концам общего воздуховода показал, что угол наклона струи воздуха к продольной оси последней катушки увеличился по сравнению с первой примерно на 3°. Угол- истечения струи из отверстий первой катушки можно увеличить двумя способами: I) увеличением начального статического давления в катушке, что приведет к повышению скорости выхода воздуха из боковых отверстий; 2) понижением скорости движения воздуха в катушке, что требует увеличения ее диаметра.

Заполненный зерном семенной канал висевашего аппарата представляет для воздуха, истекающего из отверстий катушки, относительно замкнутый объем. Поэтому на истечение воздуха будет влиять давление, которое постепенно нерастайт в полости семенного канала.

Скорость истечения воздуха через отверстие катушки в полость семенного капала может быть определена по уравнению

1п ■ (I)

где Ат4 - статическое давление в полости катушки, Па;.

Рап< ~ К0ЭФ1>ициент, равный отношвнию давления в семенном канале к давлению в полости катушки

Как видно из уравнения (I), скорость истечения воздуха из бокового отверстия катушки тем болыге, чем меньше значение отношения статических давлений

Таким образом, при истечении воздуха через отверстия в полость семенного канала, следует различать три случая: первый, когда • п

-

весь перепад давления от Раы до рс/»>2 используется на увеличение кинетической энергии воздуха и подача семян увеличивается; второй, когда Рсп2 _ _

"ТЬ »■

скорость воздуха и подача семян достигают максимальных значений; третий, когда Рст

> Vх *

скорость воздуха, достигнув своего максимума, в дальнейшэм увеличиваться не будет, следовательно, устанавливается постоянное значение подачи семян.

Расход воздуха через отверстие (кг/с) вычисляется по уравнению - __

Остё = 2,9 ГотЬ\ZPcwvУ*7), ^

гце ¡-~ат£ - плошадь поперечного сечения отверстия, м*\

В ч е I 5й р т о 8 главе "Экспериментальное исследование процессов функционирования высевающего аппарата" приведены результаты исследования зависимостей подачи семян от их технологических свойств и конструктивных параметров высевавшего аппарата, изложена методика получения показатэ71ей, характеризующих равномерность распределения семян, произведен технико-экономический анализ эффективности сева хлебных злаков пневмомеханическим высевавшим аппаратом.

Опытным путем определено,что.достигнув некоторого значения, подача высевающего аппарата остается постоянной р -СОП5£ 1 несмотря на дальнейшее повышение статического давления в полости катушки. В результате теоретического анализа установлено,что в семенном канале устанавливается давление подпора по отнопвнгао к давлению в полости катушки, согласно формулам (I) и (2). Для

снижения сопротивления воздушно-зернового потока увеличивается высота семенного канала от 8,0 до 12,0 ми при постоянной частоте вращения. В результате с увеличением высоты семенного канала (уменьшэнием сопротивления воздушно-зернового потока) постоянное значение подачи семян у = con$i наступает при статическом давлении в полости катушки,равным Pan = 3,0 кПа. В то же время для случая с меньшй высотой семенного канала (большим сопротивлением воздушно-зернового потока) ^ = con^t наблюдается при значении статического давления, равным рст = 2,4 к!1а. Эта закономерность позволяет сделать вывод, что,изменяя сопротивление воздушно-зернового потока в семенном канале, можно изменять границы высевающей способности пневмомеханического высевающего аппарата в определенном диапазоне статического давления. Значение минимального давления Рст. т!п следует принимать, когда наступает устойчивый высев семян. Верхняя граница давленияРст.та. находится в начале области перехода подпчк семян к постоянному значению.

С учетом того,что эта подача зависит в большей мере от статического давления в полости катушки, получена эмпирическая зависимость

$-k Рст . , (3)

где к - эмпирический коэффициент, согласующий фактический расход с расчетным.

Для проверки зависимости (3) и уточнения согласующего коэффициента /С произведен эксперимент в диапазоне подачи высевающего аппарата от 1,9 до 5,0 кг/мин. Рассмотрены следующие начальные условия: интервал изменения статического давления в полости катушки 1,2...3,0 к11а; диаметр катушки - 60 мм; рабочая ширина катушки - 70 мм; частота вращения - 48 мин" ; количество отверстий - 57; диаметр отверстий - 2,5 км; угол наклона оси отвор стий от радиального направления - 22°.

Результаты опыта показаны в табл.1,откуда следует,что подача семян в зависимости от статического давления удовлетворительно описывается эмпирической формулой (3) при значении коэффициента /(", равным 1,72.

Средняя абсолютная погрешность значений табл.1, найденная по методу избранных точек, равна Дс/7 = 70 г. Средняя относительная погрешность, отнесенная к среднему значению подачи (р^гЕ^Ю). равна 2,14$.

Таблица I

Сравнение опытных и расчетных значений 'подачи семян высевающим аппаратом

Статическое | давление в по-) лости катушки,) Оагп кПа__| Опытные значения подачи (¡1 , у/тн ( Расчетные ,1 значения . подачи 7/, | г/ МИН 1 Отклонения от опыт-1 ных данных расчет-1 лых значений. 1ХХ2Х1Х11

1,2 1965 ' 2064 +99 5,3

1.4 2390 2408 + 18 0,8

1,6 2720 2752 +32 1,2

1,8 3055 3096 +41 1,5

2,0 36 30 3440 ■ -190 5,2

2,2 3825 3784 -31 0,9

2,4 4255 4128 -127 2,9

2,6 4610 4472 -138 3,0

2,8 4850 4816 -34 0,7

3,0 5100 5160 +60 1,2

На высоту слоя семян в бункере высевающий аппарат с желоб-

чатой катушкой, независимо от рабочей ширины катушки, практически не реагирует. Сравнение дисперсий с применением коэффициента Кохрена показывает, что расхождение, между дисперсиями носит случайный характер.

В процессе работы пневмомеханического высевающего аппарата замечено,что когда высота слоя семян достигает 50...60 мм, наступает его псевдоожиженио. Тем не менее результаты измерений показывают,что критерий Кохрена не превышает критического значения.

Следует отметить,что не происходит образования устойчивых сводов семян над пневмомеханическим аппаратом. В случае образования пустот в слое семян, поток воздуха устремляется в зону наименьшего сопротивления и разрушает свод. Благодаря этому явлению отпадает необходимость применять ворошилки семян. Тем самым упрощается привод высевавших аппаратов.

Неустойчивость высева пневмомеханического высевающего аппарата,определяемая по коэффициенту вариации, изменяется в зависимости от значения подачи семян на высепе озимой ржи от 0,8 до 3,5, ячмоня - 1,5 до 4,0 и овса - 0,8 до 2,5/£. Следовательно, ость основание предполагать,что аппарат является универсальным.

Исследовалось влияние угла наклона аппарата на подачу семян. Выеевашкй аппарат с желобчатой каогусзай изменял пздачу не

более чем на 5...8?. при наклоне аппарата до 0° от горизонтального положения как в сторону высева семян(уветшчивалась),так и обратно (уменьшалась). Проверка средних арифметических значений подачи по -критерию показала, что расхождения средних значений неслучайны.

При наклоне пневмомеханического высевающего аппарата в сторону высева семян(вперед)до 8° подача увеличивается до 20%, отклонение назад на тот же угол приводит к укенывэнию подачи на б,..10$. Неустойчивость высева пневмомеханического аппарата,расположенного с углом наклона 4 и 0°,имеет характер, аналогичный как и при горизонтальном расположении.

Опыты по определению зависимости подачи семян от конструктивных параметров перфорированной катушки позволили установить, что существенное влияние на величину подачи семян оказывает диаметр боковых отверстий и угол отклонения продольной оси отверстий от радиального направления.

В качестве критерия оценки равномерности распределения семян рассматривалось расстояние между соседними семенами. Исходную информацию получали на экспериментальном стенде, за основу конструкции которого был взят один модуль унифицированного посевного оборудования, состоящий из электропривода, высевающего аппарата, вентилятора,эжектора,воздуховода.распределителя и семяпровода. Зерновой поток принимался на покрытую клеем ленту шириной 20 мм, которая перемешалась под семяпроводом. Геометрически расстояние между соседними семенами измерялось по радиусу окружности,центр которой совпадает с местом расположения одного из семян, тогда как ближайшая зерновка расположена на самой окружности. Величину интервалов замеряли линейкой с ценой деления I мм.

Статистическая обработка экспериментальных данных заключалась в определении среднего интервала между семенами, среднеквад-ратического отклонения, коэффициента вариации (табл.2) и доли случаев,соответствующих каждому интервалу,« общему количеству интервалов (рис.4). Для более таательного анализа результатов эксперимента оценивалась равномерность распределения семян по близости к гауссовскому закону распределения. Численная степень близости теоретического и экспериментального распределений определялась с помошью критерия согласия-ЭС"^ (см. табл.2).

Рассматривая статистические характеристики распределения семян каждым из аппаратов, можно проанализировать тенденции их изменения. Так, у высевающего устройства с пневмомеханическим

аппаратом семян разместились с интерналами от I до 5 см, 13 то время как у высевающего устройства с механическим аппаратом и желобчатой катушкой только 58$ семян распределились с соответствующими интерналами. Это свидетельствует о значительном повышении равномерности распределения семян вдоль рядка пневмомеханическим высевавшим аппаратом.

Таблица 2

Показатели равномерности распределения семян высевающими аппаратами

---------------Г—-"----~Г-----------'-у---——-у----------—-

'Среднее 'Среднее квад-!Коэс(<!>и- ! Критерий

Гип высевающего¡расстояние¡ратическое ¡циент ! согласия _ЭС

аппарата 'между се- ¡отклонение '.вариации, !

¡менами, см¡интервала, см! % !

Механический : желобчатой

<а тушкой 2,1 2,13 Ю1 294

1невмомехани-

юский 1,9 1,21 64 42

\ Рис.4. Отношение доли случаев, соответствующих каждому интервалу, к общему количеству интервалов: 1 - механический аппарат; 2 - пневмомеханический аппарат

I

с

Технико-экономичас-I , кий анализ эффективное-

о га ад «о во х^« ти применения пневмоме-

ханического высевающего тпарата на севе хлебных злаков показал, что эффективность про-г,есса сева повышается на 12;?, за счет пошгоиия урожайности куль-¡Тр на основе более равномерного распределения семян по площади I экономии семян в результате упразднения механического травми-юнанкя последних.

выводи

1. Анализ высевающих устройств зерновых сеялок показал, что высокая плотность распределения критических интервалов(0...Юмм) между семенами в рядке, подтвержденная результатами эксперимента на лабораторной установке, обусловлена характером подачи семян механическими высевающими аппаратами; механические высевающие аппараты травмируют семена, снижая при этом их продуктивные свойства.

2. Повышение эффективности сева хлебных злаков рационально осуществлять путем совершенствования способа подачи семян высевающими аппаратами.

3. Статистический подход в качестве методической основы оценки процессов функционирования высевающих устройств зерновых сеялок и, в частности, обработка опытных данных распределения интервалов между соседними семенами, позволил получить среднее арифметическое значение интервалов и коэффициента вариации, а также оценить распределение семян по близости к нормальному закону, что дает возможность выявить лучше конструкции и решать задачи по совершенствованию высевающих устройств.

4. С целью снижения неравномерности распределения семян в рядке и устранения их дробления, предложен на уровне изобретения пневмомеханический высевающий аппарат, способ подачи семян которого основан на непрерывном во времени аэрогравитационном переметении семян по длине семенного канала .высевающего аппарата с последовательным снижением коэффициента концентрации воздушно-зернового потока, что предотврал!аег сводообразование и, упрощая привод, снижает вероятность его поломок в условиях эксплуатации.

5. Теоретическим исследованием установлено: высевающая способность аппарата ограничивается сопротивлением слоя семян, находящегося в семенном канале высевающего аппарата; наложение спектров потоков воздуха соседних отверстий вызывает завихрение этих потоков, что приводит к уменьшению подачи семян; равномерная раздача потока воздуха по отверстиям катушки обеспечивается снижением его скорости движения или повышением статического давления.

6. Экспериментально-теоретически обоснованы основные параметры пневмомеханического высевающего аппарата, обеспечивающего подачу семян хлебных злаков от 1,6 до 6,0 иг/мин. Такой диапазон подачи обеспечивается при: значении статического давления воэду-

ха во внутренней полости перфорированной катушки 1,2...3,0 кПа; рабочей ширине катушки 60 мм; диаметре катушки 60 мм; диаметре приточных отверстий 2,0...3,0 мм; угле наклона оси отверстий от радиального направления 20...30°; частоте вращения катушни не менее 20 мин" ; минимальном расстоянии между донышком высевающего аппарата и катушкой 10 мм.

7. Эффективность нового высевающего аппарата для хлебных злаков, оценка которого произведена по сумме прямых и овеществленных энергозатрат, повышается на 12^ по сравнению с высевающим аппаратом с желобчатой катушкой.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. A.c. 1750-157 СССР, A0IC 7/04. Пневматический высевающий аппарат / соавторы: А.М.Дмитриев, А.А.Точицкий, А.Л.Медведев. -¡Г- 482?а;'9/15. Заявлено 22.05.90; Опубл. 30.07.92. Вол. № 28.

2. Патент I77I3S7 A3 СССР, A0IC 15/04. Распределитель высеваемых материалов пневматических сеялок / соавторы: А.М.Дмитриев, Д.А.Точицшй, А.Л.Медведев, Н.Д.Лепешкин. - 4072619/15. Заявлено II.10.90; Опубл. 23.Ю.92; Гдал. 15 39.

3. Точицкий A.A., Во лодкевич В.И., Перовозников В.Н. Прицепная универсальная сеялка С-6 / Информация. Научи.-практ. опыт в агропром. пр~га. БелНЦИМ АПК. - 1995, J? 85. - 4 с. .

4. Точицкий A.A., Володкевич В.И., Павлович A.A., Перевоз-ников В.Н. Оборудование к сеялкам СПУ-3, СПУ-6 и С-6 для образования технологической колеи при сплошном посеве зерновых культур / Информация. Научи.-практ. опыт в агропром. пр-вэ. БелНЦИМ АПК. - 1995, № Ю2. - 4 с.

5. Володкевич В,И., Глазко В.Г., Перевозников В.Н. Особенности эксплуатации сеялки СПУ-6 // HUT и рынок. - 1996, № 2. -С.37-38.

РЕЗЮМЕ ПЕРЕВ03НИК0В ВАСИЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕВА ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ 1ШШЮМШНИЧЕСКИМ ВЫСЕВАЮЩИМ АППАРАТОМ

^ШШЛШ^Я-Ш^ 0813» сеялка, высевающий аппарат, катушка, воздушно-зерновой поток, распределение с.емян.

пневмомеханический высеваииий аппарат, высевающий аппарат с желобчатой катушкой.

и.®.Еь_рабо.ти: повысить эффективность сева хлебных злаков путем совершзнствования высевающего аппарата.

принцип статистического подхода к изучению процессов функционирования высевающего аппарата, метод сравнительной оценки технологических операций по энергетическому критерию, метод равномерной раздачи воздуха по боковым ответвлениям приточного вентиляционного коллектора, дифференциальный микроманометр, трубка Пито-Праидтпя, тахометр., секундомер, весы, ПЭВМ.

методика исследования процессов функционирования высевающего аппарата, которая базируется ца рассмотрении распределения плотности интервалов между семенами вдоль рядка с использованием показателей'асимметрии, эксцесса и критерия сщ-квадрат; способ беспрерывного во времени аэрогравитационного перемещения семян по длине семэнного канала высевающего аппарата с последовательный снижением коэффициента концентрации воздушно-зернового потока; аналитические зависимости показателей воздушно-зернового потока от конструктивных параметров высевающего аппарата.

Степень ^пользования: результаты исследований, изложенные в диссертационной работе, использованы при создании универсальной пневмомеханической высевающей системы сеялки С-6, унифицированного посевного оборудования для сева зерновых и других культур ОИЗ-7,2, ОПЗ-3,6 и 0ПЗ-б,0.

высевающий аппарат для сева сельскохозяйственных культур, дозатор сыпучих материалов.

Р Э 3 ю м э

ПЕРАВОЗНIКАУ БАС IЛЬ МIКАЛАЕВIЧ

ЛАБЫШЭННЕ ЭЖГШУНАСЦ) Сй5ъЫ ЗБОЖЖАБЫХ ЗЛАКАУ ПНН&ШЕХАН1ЧНШ ВИСЯВАЛЬНЫМ Я1АРАТАМ

Кгачавыя сл^вы: сяубя, сеялке, высявельны апврат, катушка, аветргна-збожяэвм "«ток, р&змеркавенне несения.

кг.'- екты даслвдавання: працэс высеву эбожжавых злакау пнеума-йхвгпччым высявяльным гпэогтам, выспвальны апврат а кглабатай 8-гуШКйЙ.

г!эт& пприы: пе-высШь зфвктыунаспь сяубы збожжавых злакау иля-р.м ухаскгнадьвання высявальнага шатзята.

^етады доследования I зпарктура: прынпып статыстычнага пэды-эда д* вывучэння пгаиэсеу функиыянавання зыслвальнага апарат» , зтйд паваунальнай »изнкI тахнадег!чнкх апераиый па знергетычна -V квытэтпло, метад раун*мернай оаздачы паветра ля бакарых адгя -¡навэннях пш>!токзвяга эентылямыйнага калектьря, дифйрзнцыяльнн ¡крамьномвто, трубка ГНто-Пввндтлл, тахаметр, секундамер, яаг!, ЗЗМ.

Атрыманыя вынIк! I ¡х н8в1эна: методик» даследавання пт»*иэ -яр функшянавяннг вмсявальнага апявата, якая грунтуепла на раз-;:ядзе размеркевення частаты !нтэрвал"у нам! ж несения уздоук адк» э выкатают еннем паказчнноу «с1метры1, вксиэса ! квытзрня ¡-квадват; спосаб няспыннога у часе аэоегрзв{тоцнйнага нерп -яичэння несения уздоуж насеннагс канала пысязальнагп энврата паслядоун™ пан1жзннем каэфШыента кениэнтргинI и&вотремв-абоя-аввга патока; анал!тыпныя зялежнаси1 накязчыкау папегрзна-збоя -авага патока »д конструктивных парвметряу высявяльнаги апарото.

Ступень вык&внстоння: ?ын1н| д?следоввння, амкладзення у гн-»втвчкЯнлй пр-рцы, »¡нкзргстаны для ствсрэння ун|зессальнаА ш - " явальн«й с1стг«кн сеялк{ С—6, ун!ф1кавэнагэ ансявальнаг-? чзання для сяубы збожлсэ»ых 1 (ншых культув АПЗ-7,2, АПЗ-3,6 {

Л.Ч-6,0,

Вобласиь ьыкарыстання: рчсявальнн епэрат для збоаяаавх евялен, »затор сыших матзрнялау.

3 U M 1.1 ART

VASI1II NIKOLAEVICH PEREVOZIJIKOV

itlPROVEMIT. XTi THE JSFFICIEliCY OF SOWING OF BREAD CEREALS BY PNEUMATIC FEED

Key vtorda: sowing, grain drill, feed, feed roller, seed .istribution.

Research objects: aowing by pneumatic feed, fluted feed, ropping ■ disperser.

Research goal; improvement in the effioi<jncy of sowing o.' read cereals by beat food of . seed.

Research' methods' and equipment: method of mathematical sta-isticn, method of rogulary distribution of air flow in the brach icr'oraa.ncnia fcer, tacliortfetor, scales.

Received results and their innovation? ' On the ban is of his results method reoearch of feed hno been developed.

Extent of using? Hare been prepared plant equipment OPZ~7,2i OPZ-3.6 , OPZ-6,0 .

The area of using: Seed-sowing mechanism, measuring device.

noiiiraefiHp it imfirii Z.0S-J9S6V. Ihpes ICQ Sakss OnmRtflHo H,'1 poTonpmiTo m-iHil'SCX. R20SI0, ¡-hj'ierc, KHopwfl.T.