автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка теории и технических средств для поверхностного внесения удобрений и мелиорантов

На правах рукописи

Белинский Александр Васильевич

РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ И МЕЛИОРАНТОВ

Специальность 05.20.01-Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань - 2005

Работа выполнена в Федеральном государс1 венном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанская

государственная сельскохозяйственная академия»

Научный консультант доктор технических наук, профессор,

заслуженный изобретатель Российской

Федерации н Республики Татарстан

Мудрое Александр Г ригорьевич

Официальные оппоненты -доктор технических наук, профессор, член-

корреспондент РАСХН, Бледных Василий Васильевич

-доктор технических наук, профессор Личман Геннадий Иванович

-доктор технических наук, профессор Кормщиков Александр Дмитриевич

Ведущая организация Научно-исследовагельский институт сельского

хозяйства Северо-Востока им. Н.В Рчдницкого Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится « 7 » октября 2005 г. в 10 ч на заседании диссертационного совета Д 220.070.01 при ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА» по адресу 428000, I .Чебоксары, ул К. Маркса, 29. ауд.222.

С диссершцией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА».

2005 г.

Михайлов Б.В

Авюреферат разослан « -»

Ученый секреырь диссертционно! о совета "С

1X1.

""7.

2006-4

«7

° I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение эффективности

сельскохозяйственного производства должно базироваться на рациональном использовании имеющихся материально-технических, природных и трудовых ресурсов. Наиболее существенным фактором повышения плодородия почвы являются удобрения и мелиоранты. Окупаемость удобрений, потребительские свойства выращиваемых культур в значительной мере зависят от качества выполнения механизированного технологического процесса их применения. Кроме этого, потери удобрений в процессе их транспортировки, хранения и внесения являются одним из источников загрязнения окружающей среды.

Основными проблемами, стоящими перед производителями техники для внесения удобрений и мелиорантов является снижение неравномерности распределения удобрений, приводящей к недобору урожая и существенному перерасходу удобрений, обеспечение максимального уменьшения ущерба, наносимого окружающей среде.

Поэтому разработка новых и совершенствование существующих технологий и технических средств для обеспечения максимальной окупаемости удобрений, уменьшения загрязнения окружающей среды является актуальной для сельскохозяйственного производства.

Исследования проводились по аланам научно-исследовательских работ ВИМа, Казанской ГСХА, Татарского ИПКА. Определенные разделы выполнены в соответствии с проблемой 5.1 «Программы развития приоритетных направлений в Республике Татарстан на 2001-2005 г.г». Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений подготовлены в соответствии заданиями научно-технических программ 0.СХ.71 по результатам исследований головных и республиканских научно-исследовательских институтов механизации и электрификации сельского хозяйства, учебных сельскохозяйственных институтов, опытных станций. Одобрены НТС Госкомиссии Совмина СССР по продовольствию и закупкам (секция по механизации и электрификации отраслей АПК) 27.11.1990 г. протокол № 3, а также одобрены и рекомендованы к внедрению Техническим Советом МСХ и П Республики Татарстан.

Цель работы. Установление закономерностей распределения материала по ширине захвата машины методами математического моделирования, определение путей повышения качества распределения по ширине захвата.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

I С позиций комплексного подхода провести анализ существующих методов и технических средств поверхностного внесения удобрений и разработать классификацию закономерностей распределения частиц материала по поверхности почвы, реализация которых обеспечит повышение качества рассева.

2. На основе системного подхода разработать концепцию повышения качества распределения за счет новых способов рассева.

3. Разработать теорию и обосновать технологические и конструктивные параметры машин с триммерным рабочим органом.

4. Разработать теорию и обосновать параметры машин с дисковыми центробежными рабочими органами.

5. Разработать теорию по определению углов вылета, дальности полета частиц при работе машины на склонах местности и устройство для определения углов вылета.

6. Осуществить экспериментальную проверку результатов аналитических исследований.

7. Провести проверку разработанных методов и технических средств в производственных условиях предприятий и оценить их технико-экономическую эффективность.

Объект исследований. В качестве объекта исследований принят технологический процесс поверхностного внесения мелиорантов и минеральных удобрений.

Предмет исследования. Закономерности пложости распределения частиц удобрения из струи.

Методы оптимизации конструкционных параметров и режимов работы технических систем, средств в растениеводстве и их модели.

Методы исследования. В процессе выполнения работы осуществлялся системный подход к исследованию, включающий критический анализ научно-технической литературы и патентные исследования, теоретические исследования и моделирование процесса распределения материала, а также производственное опробование и внедрение.

Изучение и обобщение научной проблемы произведено на базе теорий распределения с применением научных положений теории оптимизации технологического процесса и конструктивных параметров машин.

Теоретическая часть исследований базируется на закономерностях земледельческой механики и смежных агробиологических наук. При этом также использовались положения дифференциальной и аналитической геометрии, методы теории подобия и физического моделирования.

Исследования технологического процесса рассева осуществлялось с применением общетеоретических положений прикладной математики с применением апробированных методов анализа и синтеза решений, применяемых для формирования структуры и параметров новых объектов, создаваемых на уровне изобретений.

Научная новизна положений работы, выносимых на защиту.

1. Закономерности распределения материала по ширине захвата машины, а также вдоль и поперек струи, в секторе рассева, позволяющие обеспечивать требуемое качество внесения удобрений и мелиорантов, на основе современных подходов механики и учета влияния параметров туконаправителя и лопаток

2. Классификация закономерностей распределения материал поверхностного распределения удобрений.

3. Способы управления закономерностями распределения удобрений и мелиорантов вдоль и поперек струи, в секторе рассева.

4. Метод расчета интенсивности оседания материала по ширине захвата на основе современных достижений науки с учетом влияния параметров рабочих органов.

5. Математические модели, обеспечивающие создание оптимальных сочетаний закономерностей распределения сыпучих материалов.

6. Закономерности изменения углов вылета частиц удобрений с рабочего органа, необходимые при определении дальности полета частиц с учетом влияния наклона машины, а также прибор для определения углов вылета струи (Патент №2237398).

7. Технические средства и способ для реализации управления закономерностями распределения сыпучих материалов: два типа машин и способ рассева удобрений и мелиорантов (Патент № 2229785) и (Патент № 2236776 ).

Научная значимость и новизна основных положений работы подтверждена получением 3 патентов на изобретения и способ, а также публикациями, обладающими приоритетом в постановке и решении рассматриваемых проблем.

Практическая значимость работы. Решена важная народнохозяйственная задача, позволяющая обеспечивать требуемое качество распределения удобрений и мелиорантов по ширине захвата машины на основе управления закономерности распределения вдоль и поперек струи, а также в секторе рассева.

Предложенные теоретически обоснованные и практически подтвержденные решения позволяют избавиться от длительного дорогостоящего пути теоретических и экспериментальных исследований при разработке машин для поверхностного распределения материала.

Классификация закономерностей поверхностного распределения материала является научно-технической базой для совершенствования существующих и создания принципиально новых схем машин, обладающих заданными свойствами по качеству распределения, удовлетворяющих современным требованиям Агропромышленного комплекса и обеспечивает оптимальное проектирование и выбор существующих конструкций машин для поверхностного внесения.

Исследования позволили обеспечить более равномерное распределение материала по поверхности поля, в результате чего получен ежегодный дополнительный сбор урожая зерновых культур в Республике Татарстан в размере 270000 тонн. Даже при неблагоприятных погодных условиях последних трех лет в 18 различных по климатическим условиям районах Республики Татарстан прибавка урожая составила от 6 до 12,8 % в зависимости от вида и сорта культуры.

Кажцый рубль, затраченный на внесение мелиорантов, окупается в виде прибавки урожая в размере 3-4 рублей.

Снижается отрицательное действие минеральных удобрений на окружающую среду в среднем на 15,2 %.

Улучшается качество получаемой продукции за счет снижения предельно допустимых норм содержания компонентов агрохимикатов.

Прибор для определения углов вылета частиц с рабочего органа при наклонах позволяет получить существенную экономию времени, в десятки раз, по сравнению с расчетным методом.

Основные положения, выносимые на защиту

Закономерности плотности распределения материала в секторе рассева.

Классификация поверхностного распределения материала и их моделей.

Способы управления закономерностями плотности распределения рассева сыпучих материалов.

Разработка теории и обоснование параметров машин с триммерным рабочим органом.

Разработка теории и обоснование параметров машин с центробежным диском и комбинированной лопаткой.

Разработка теории и устройства для определения углов вылета струи к горизонту.

Результаты лабораторных и полевых исследований.

Достоверность основных положений и научных выводов подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями, производственными испытаниями в 18 различных по почвенно-климатическим условиям районах Республики Татарстан, а также практическим использованием научно-технических разработок и рекомендаций в течение длительного времени (1967...2004гг.).

Апробация. Результаты проведенных НИР и отдельные положения настоящей работы докладывались, были обсуждены и одобрены: на Международной научно-технической конференции по теории механизмов и машин (Казань, 2003 г.); на Первом Всесоюзном научно-техническом совещании по механизации процессов применения удобрений в сельском хозяйстве (Минск, 1971 г.); на научных конференциях: Всесоюзного научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства (ВИМ) (Москва, 1967-1972), Казанской ГСХА (Казань, 1967...2004 гг.); Челябинского ГАУ (Челябинск, 1970, 1992, 2002 гг.); Техническом Совете МСХ и П Республики Татарстан (Казань, 2005 г.); на Техническом Совете завода «Башсельмаш-Агро» (Нефтекамск, 2004 г.); Вятской ГСХА (Киров, 2004г.); Марийском ГУ (Йошкар-Ола, 2003 г.); на Техническом Совете НИИСХ Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого (Киров, 2005 г.); Татарском ИПКА (Казань, 2002 г.); Ульяновской ГСХА (Ульяновск, 2004 г.); Чувашской ГСХА (Чебоксары, 2004 г.)

Полное содержание диссертации обсуждалось на расширенном заседании кафедры «Почвообрабатывающие и посевные машины» Челябинского государственного агроинженерного университета (Челябинск, ЧГАУ, 2002 г.), «Сельскохозяйственные машины» Казанской государственной сельскохозяйственной академии (Казань, 2002 г.).

Научные исследования проводились лично автором в 1967...2004 гг. Публикации. Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, внедрение разработок в производство по теме диссертации и ее основные положения нашли отражение 40 публикациях, в числе которых 2 монографии , 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 3 патента (№ 2236776, № 2229785 , № 2237398); статья в книге 100-лет механизму Беннетта Международной научно-технической конференции по теории механизмов и машин. (Казань, 2004 г.) , статья в сборнике Первого Всесоюзного научно-технического совещания по Механизации процессов применения удобрений в сельском хозяйстве. (Минск, 1970 г.), статьи в трудах: ВИМа, Казанской ГСХА, Горьковской ГСХА,

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 разделов, выводов, списка использованной литературы из 182 наименований и приложений. Общий объем - 300 страниц, в том числе 66 рисунка, 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснованы актуальность темы; изложена общая характеристика работы; определена цель исследований; поставлены задачи; выбраны методы исследований; приведена структура и объем работы; сформулированы научные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первом разделе работы проведен анализ проблем, связанных с механизацией процесса применения средств химизации. Основными проблемами, стоящими перед производителями техники для внесения удобрений, являются снижение неравномерности разбрасывания удобрений, приводящей к недобору урожая и существенному перерасходу удобрений, обеспечение внесения оптимальных доз удобрений в соответствии с потребностью в них растений и максимальное уменьшение ущерба, наносимого окружающей среде.

Далее, в этом разделе анализируется состояние проблемы и задачи исследования. Научной основой создания и совершенствования процессов рассева удобрений и мелиорантов являются труды В.П.Горячкина, М.НЛетошнева, Б.Г.Турбина, П.М.Василенко, И.И.Артоболевского.

Большой вклад в развитие теории машин по внесению удобрений внесли В.И.Александров, В.В.Бледных, В.А.Волков, М.Г.Догановский, Ф.С.Завапишин, Е.В.Козловский, А.Д.Кормщиков, М.В.Кругляков, Г.И.Личман Н.М.Марченко, В.И.Медведев, С.И.Назаров, С.Д.Сметнев и другие.

Разработкой новых технологий внесения удобрений и технических решений для их реализации занимались И.В.Барановский, О.Е.Бабунидзе, Р.Ф.Зиязетдинов, И.Ф.Сендряков, Л.Я.Степук, В.А.Шмонин, Ю.А.Шпилев, Б.П.Черников и другие.

Вопросы модернизации существующих машин и повышения качества внесения мелиорантов и удобрений исследовали А.Афанасьев,

П.П.Барановский, Б.А.Главацкий, И.В.Довгоший, А.Н.Репетов, Б.П.Черников, Л.А.Шемелинский, Ю.И.Якимов и другие.

Проблемы оптимизации параметров рабочих органов, емкостей, кузовов машин для внесения удобрений отображены в работах Ф.С.Завалишина, Е.Т.Каурова, Н.М.Марченко, В.А.Рычкова, Т.С.Савельева, А.Е.Шебалкина и других авторов.

Анализ работ ученых по машинам для внесения удобрений показывает, что процесс внесения удобрений обеспечивается дозирующими, распределяющими и рассеивающими рабочими органами. Наиболее изучено влияние конструктивных параметров и режимов работы центробежных дисков на неравномерность внесения удобрений, а по влиянию на этот параметр дозируюших и распределяющих элементов туковысевающих систем данных сравнительно мало Равномерному распределению удобрений препятствуют как случайные, так и детерминированные причины. К наиболее существенным случайным причинам относятся колебания агрегата над экраном и снос распыленной среды ветром.

Исследования распределения удобрений в секторе рассева и по ширине захвата носят частный случай, представляющий «замкнутый кольцевой узор», «полудиск». Аналитические зависимости качественных параметров распределения получены для некоторых частных случаев интенсивность осаждения материала в продольном сечении струи либо подчиняется закону нормального распределения, либо сохраняет некоторое постоянное значение.

В действительности распределение материала по ширине происходит по более сложным закономерностям, чем в вышеуказанных случаях.

На основе изложенного сформулированы цель и задачи исследования Во втором разделе даются основы теории и расчета плотности и неравномерности распределения материала по ширине захвата машины В качестве примера рассмотрены распределение материала при работе машин с центробежными рабочими органами и триммера

Во время работы распределительных устройств центробежного типа с вертикальной осью вращения материал рассевается лопастями диска по кругу или сектору сплошной или отдельной струей. Частицы материала сходят с диска с некоторой начальной скоростью и под некоторым углом к горизонту. При полете частицы испытывают сопротивление воздушной среды, теряют часть сообщенной им кинетической энергии и оседают на поверхности поля , кривая 3 (Рисунок 1). Оседание частиц из струи начинается с расстояния 1т,„ и заканчивается на расстоянии 1тах . Интенсивность осаждения материала в этом

э

промежутке подчиняется определенному закону и зависит от свойств рабочего органа, воздушной среды, рассеваемого материала Так, для триммерного рабочего органа эпюра распределения порошковидного хлористого калия в

200

100

0 4 8 1,«

1 - порошковидного хлористого калия, 2 кристаллической

аммиачной селитры; 3 -кристаллической аммиачной

селитры с центробежного диска; 4 -гранулированного суперфосфата

Рисунок 1 - Закономерности плотности оседания частиц из выбрасываемой струи

продольном сечении осажденной струи близка к нормальному распределению (кривая I).

Для кристаллической аммиачной селитры (кривая 2) эпюра имеет смещение пика от середины в сторону lmm, а для гранулированного суперфосфата

(кривая 4) пик (мода) смещен в сторону 'шах от своей середины медианы. В горизонтальной проекции осаждение материала из струи характеризуется , изогиетами, т.е. линиями равных интенсивностей оседания частиц из струи При отсутствии переносного движения машины частицы оседают на поверхности поля в форме тел, образованных вращением геометрических фигур вокруг вертикальной оси

Классификация моделей распределения материала, основы теории и расчета качественных показателей распределения базировались на работе дискового центробежного и триммерного рабочих органов.

Модели распределения материала на поверхности поля классифицируются по фуппам: конус, диск, кольцо, а группы, в свою очередь, на типы: А, В, С, Д, Е, П , а типы подразделяются по форме геометрической фигуры в радиальном сечении: треугольного, трапецеидального, прямоугольного и произвольного. Тип А получен вращением прямоугольного треугольника вокруг вертикальной оси, проходящей по катету. Тип В вращением четырехстороннего прямоугольника вокруг вертикальной оси, проходящей по боковой стороне. Тип С вращением прямоугольного треугольника вокруг вертикальной оси, проходящей по вершине треугольника, параллельной катету. Тип Д вращением прямоугольной у основания трапеции вокруг вертикальной оси, проходящей по боковой стороне. Тип Е вращением прямоугольного треугольника вокруг вертикальной оси, параллельной катету, но не через вершину треугольника, а на некотором

удалении от неё. Тип П вращением геометрической фигуры произвольной формы вокруг вертикальной оси.

Таким образом, образуются тела вращения трёх групп, именуемые: конус, диск, кольцо. Кроме того, из каждого типа могут образоваться другие модели, являющиеся внутренней или наружной частью этой модели. И, наконец, модели распределения классифицируются по сложности на: простые и сложные. Простые образованы вращением вокруг вертикальной оси геометрических фигур, таких как треугольник, трапеция, квадрат, прямоугольник. Сложные получены в результате вращения фигуры, составленной из двух или более простейших перечисленных выше геометрических фигур. Если кривую нормального распределения заменить двумя равновеликими по площади сечения прямоугольными треугольниками, то получим модель распределения кольцо типа АЕ.

Технологический процесс работы машин с центробежными дисками заключается в следующем. Лопатки дисков захватывают порцию удобрений, сообщают частицам некоторую скорость и выбрасывают под определенным углом к горизонту. В результате свободного полета в воздушной среде частицы оседают на поверхности поля, образуя «узор рассева». В радиальных сечениях эпюры плотности оседания материала, близки по своим параметрам к кривой нормального распределения. Эти кривые однотипны как для машин

отечественного, так и зарубежного производства (фирм «Amazone», «Rota Flow»,

«Salki Burell» и др.). Основным недостатком названных рабочих органов является сравнительно короткая проекция эпюры плотности оседания частиц вдоль струи, в среднем не более 20 % от максимальной дальности полета частиц, то есть получается .малая длина проекции оседания частиц удобрения.

Для получения наименьшей неравномерности распределения частиц по ширине рассева подходит закономерность плотности оседания частиц из выбрасываемой струи в виде гипотенузы прямоугольного треугольника, присущие моделям диска типа С. Возможны несколько способов получения закономерности плотности оседания частиц, присущих модели распределения диска типа С. На основе анализа технологического процесса, исследований распределения удобрений в секторе рассева центробежных рабочих органов, для улучшения качественных показателей работы машин нами предложена модель, однако, при этом необходимо выполнить некоторые условия. Во-первых, сравнительно короткую проекцию эпюры интенсивности оседания частиц из вылетающей струи необходимо вытянуть в несколько раз. Во-вторых, закономерность интенсивности оседания частиц должна подчиняться закону прямой линии с определенным углом наклона и, кроме того, по нарастающей по мере удаления от оси вращения центробежного диска. И, наконец, в-третьих, уменьшить пик интенсивности в средней части дуги рассева путем сдвигания его из середины сектора влево и вправо по краям дуги.

Далее, уменьшение пика интенсивности оседания частиц в средней части ширины захвата машины и раздвигание их по краям сектора рассева достигается применением шарнирного четырехзвенника, обеспечивающего дополнительное возвратно-колебательное движение вылетаемой струи вместе с подвижной рамой триммера вокруг её вертикальной оси.

Таким образом, управление закономерностью плотности оседания частиц из струи нами технически осуществлено в нескольких вариантах: в виде комбинированной лопатки центробежного диска, триммерного рабочего органа и шарнирного четырехзвенника, новизна которых подтверждена патентами РФ.

Эффективность вытягивания закономерности плотности оседания частиц не одинакова для разных удобрений. Например, при внесении порошковидного хлористого калия эпюра интенсивности оседания данного материала по радиальному сечению выбрасываемой струи по форме близка к кривой нормального распределения. Наименьшая дальность полета составила 0,20 м, наибольшая - 3,75 м. Неравномерность рассева удобрений по ширине захвата получилась равной 59 %. При внесении кристаллической аммиачную селитры эпюра интенсивности оседания оказалась по форме близкой к кривой нормального распределения. Наименьшая дальность полета была 0,25 м, а наибольшая - 7,5 м. Неравномерность распределения удобрений по ширине захвата равна 58 %. Удобрение гранулированный суперфосфат. Параметрами эпюры интенсивности оседания гранулированного суперфосфата из выбрасываемой являются: наименьшая дальность полета около 2 м, а наибольшая -12 м. Эпюра струи вытянута и близка к теоретической, а именно, гипотенузе прямоугольного треугольника. Неравномерность распределения по ширине рассева составила 13 %.

Методика определения плотности и неравномерности распределения материала по ширине захвата При отсутствии переносного движения рассеваемый материал оседает на поверхности поля, образуя при этом некую геометрическую фигуру. В идеале, когда отсутствуют помехи в виде ветра, вибрации, наклона, фигура является телом вращения или частью таковой. Далее принимается, что в любом радиальном сечении вертикальными плоскостями закономерность осаждения однотипна. При построении графика плотности распределения материала по ширине с учетом переносного движения тело вращения рассекается продольно-вертикальными плоскостями Р!. Объем дольки равен произведению площади сечения на толщину:

У,=5,с1х, ( 1 )

где V, - объем дольки тела вращения, м3;

5, - площадь сечения, м ;

<1х - толщина дольки тела вращения , м.

Секущая плоскость Р> (Рисунок 2) проводится на удалении хт

от плоскости У07.. Рядом с ней Р > > проводится следующая

плоскость Р,, | на расстоянии, равном <1х . долька тела

Ч. = V, у„

где я, - масса дольки тела вращения, кг; V, - объем дольки тела вращения, м3;

у, - насыпная плотность, кг/м

а)

0,2 Ц4 И

10 *

а 1 еометрическая модель, б

закономерности плотности распределения по ширине, в -зависимость неравномерности распределения от соотношения К

Рисунок 2 - Модель распределения конус типа А

Между этими плоскостями заключена

(2)

Приняв толщину дольки (1х равной единице, имеем численное равенство объема и площади сечения дольки, поэтому для построения графика плотности распределения материала по ширине достаточно иметь

численные значения площадей сечения .

Данные расчетов заносили в таблицы и обрабатывали методами вариационной статистики. По этим данным построены графики плотности распределения

материала по ширине

разбрасывания, зависимости

неравномерности по ширине от характеризующих размеров тела вращения. Определены ошибка и точность опыта.

Примеры исследования качества распределения

материала по ширине захвата методом математического

моделирования.

Конус прямоугольного сечения получен вращением

прямоугольного

коэффициента распределения параметров, соотношение

треугольника ОАИ вокруг оси ОЪ (Рисунок 2, а), прямой угол которого находится у основания.

Параметры конуса ОА - в, - радиус основания; ОИ - а, - высота.

На рисунке 2,6 показаны кривые 1-5 , построенные для значений К, равных 1:13, 3:13, 5:13, 7:13, 9:13. Для всех кривых радиус в, равен 13, высота равнялась соответственно 1, 3, 5, 7, 9 ед. кривые симметричны относительно середины, количество материала по ширине разбрасывания плавно увеличивается от нуля по краям до максимума в середине.

Неравномерность распределения по ширине без учета перекрытия составляет 60 %. Графическая зависимость неравномерности от коэффициента К практически прямолинейна и параллельна оси абсцисс (Рисунок 2,в).

Для уменьшения неравномерности распределения по ширине необходимо работать с перекрытием смежных проходов.

Большинство авторов придерживаются мнения, что дисковые центробежные рабочие органы дают эпюру плотности оседания частиц из выбрасываемой струи в виде кривой нормального распределения, которая в первом приближении образует часть кольца типа АЕ. Интенсивность осаждения материала из струи изменяется от нуля при в4 до максимального значения а} при в/ по прямолинейному закону, затем уменьшается до нуля при в также прямолинейно. Полая часть кольца ограничена внутренним радиусом в4 . Максимальная интенсивность приходится на радиус e¡ . Это кольцо можно рассматривать как составленное из двух колец: наружное с радиусами в/ и в2 - часть конуса типа А и внутреннее, образованное радиусами в2 и в4, - часть диска типа Е. Поэтому кольцо треугольного сечения типа АЕ должно обладать свойствами конуса прямого типа А на внешних участках ветви в интервале от в/ до в? , а на внутреннем участке - объединенными свойствами колец треугольного сечения типа А и Е.

У модели типа С в средней части ширины захвата машины у закономерности интенсивности распределения имеется впадина, а по краям пики. Неравномерность распределения материала по ширине рассева составляет 10-12 % без учета перекрытия. Графическая зависимость неравномерности от соотношения К имеет вид прямой, параллельной оси ОХ. Для всех значений коэффициента К от значений, равных 0,1 до значений 1,1. Из исследованных 13 моделей у этой наименьшая неравномерность распределения материала по ширине рассева

Влияние угла раствора сектора кольца и угла поворота оси симметрии сектора на неравномерность распределения по ширине рассева Величина угла раствора сектора метания и угла раствора сектора метания при работе центробежных распределителей должны тщательно настраиваться и регулироваться. Величина угла раствора сектора метания при работе центробежных распределителей является функцией технологических свойств материала, свойств рабочего органа и режимов его работы. В исследованиях распределения диск типа ABC угол раствора Т изменялся от 30 до 360° ступенчато через каждые 30° На графике плотности распределения по ширине захвата машины по мере увеличения угла появляются пики по краям и

впадина в середине. Численные значения коэффициента неравномерности распределения по ширине довольно большие и изменяются по сложной криволинейной зависимости от 47 до 60 %. Наименьшие значения неравномерности получены при = 60° и Ч* = 210°.

Влияние угла р поворота оси симметрии на параметры распределения. Закономерности распределения материала исследованы с использованием модели распределения типа В, так как большинство исследователей отдают предпочтение вышеуказанному типу. Неравномерность распределения частиц удобрений и мелиорантов «полудиска» равна неравномерности распределения диска и составляет 49 %. При совпадении продольной оси симметрии машины с осью симметрии сектора рассева, то есть при р =0° неравномерность распределения равна 25 %. Затем по мере увеличения угла поворота оси симметрии неравномерность распределения постепенно нарастает до своего максимального значения 47,7 % при значении р = 75° . Потом неравномерность распределения быстро уменьшается до значения 28,6 % при повороте оси симметрии «полудиска» на угол р = 90°.

При р 0° кривая распределения материала симметрична относительно продольной оси агрегата. С увеличением угла р происходит перераспределение материала в сторону угла поворота и при р = 90° весь материал располагается по одну сторону от продольной оси агрегата с неравномерностью распределения 28,6 %.

Влияние перекрытия смежных проходов на неравномерность распределения по ширине захвата

В большинстве случаев при работе распределяющих устройств центробежного типа по краям ширины захвата кривая распределения не обеспечивает заданной дозы внесения, поэтому они должны работать с перекрытием соседних проходов. Из анализа перекрытия внешних участков кривых распределения видно, что у неравнобокой трапеции (Рисунок 3,г) при отсутствии перекрытия неравномерность распределения по ширине равна 35,4%. У распределения типа прямоугольник (Рисунок 3,ж) исходная неравномерность по отдельности равна нулю. Это соответствует коэффициенту перекрытия К = 0. На участке перекрытия, получается двойная доза внесения из-за наложения соседних проходов. Неравномерность распределения по ширине увеличивается и достигает максимума (35 %) при значениях К между 1:4 и 7 : 13. По мере увеличения коэффициента перекрытия К неравномерность уменьшается до нуля при значении К = 1,0. При коэффициенте перекрытия К 1,0 вновь получается распределение типа прямоугольник, но уже с двойной дозой внесения, хотя неравномерность по ширине равна нулю. Оптимальные значения коэффициента перекрытия ветвей типа треугольник находятся в промежутке от 0,4 ширины ветви и более. Разработанные модели распределения частиц материала и методы определения технологических, кинематических и

конструктивных параметров на основе математического моделирования позволяют создавать машины для рассева удобрений с наперед заданными технологическими свойствами по качественным критериям распределения.

ж)

с. с.

А А

«с * ? А ,

е

0.

А

В!

я,

Г е<

вг

О 02 04 06 ОН 10 К 0 02 0 ■/ 06 ОН Ю К 0 02 0-1 Об ОН 1,0 К

а.б.в - для распределения типа «треугольник»; г.д,е для распределения типа «трапеция»»; ж,з,и - для распределения типа «прямоугольник»

Рисунок 3 Схемы к определению влияния перекрытия на неравномерность распределения по ширине

В третьем разделе разработана теория создания решений по реализации управления закономерностями распределения материала и способов рассева: машины с триммерным рабочим органом и шарнирным четырехзвенником и машины центробежного типа с комбинированными лопатками, новизна которых подтверждена патентами РФ. Новый рабочий орган триммер устанавливается сзади кузова (Рисунок 4). Выгрузным транспортером удобрения выносятся к направляющему лотку, по которому поступают на движущуюся ленту триммера. Приобретают необходимую скорость и выбрасываются под некоторым углом к горизонту. Удобрения летят в воздушной среде и оседают на поверхности поля в виде струи. Триммеру сообщается дополнительное колебательное движение вокруг вертикальной оси. Благодаря колебательному движению, струя удобрений принудительно направляется из одного крайнего положения в другое, образуя сектор рассева. При этом удобрения более равномерно распределяются в секторе

разбрасывания. При поступательном движении машины струя удобрений оседает на поверхности, образуя траекторию, близкую к гармоническим колебаниям. Из-за многократного перекрытия получается лучшее распределение удобрений по ширине по сравнению с центробежными разбрасывателями.

Интенсивность осаждения материала из выбрасываемой струи Струя, выбрасываемая триммером, образуется следующим образом. Питатель подает в триммер (Рисунок 4) удобрения в количестве ц, кг/с. Удобрения, попадая на движущуюся ленту триммера, прижимаются к ней под действием собственного веса и центробежной силы, возникающей при движении по криволинейному участку. Частицы удобрения приобретают необходимую скорость и выбрасываются под углом а2 к горизонту. Выброшенные частицы образуют струю /пучок/ удобрений. Струя удобрений во время полета в сопротивляющейся воздушной среде, вследствие различия частиц по аэродинамическим свойствам, перераспределяется. Более тяжелые частицы и те, которые находятся в центре пучка, летят дальше до < 12. Более мелкие и те, которые находятся на периферии пучка, летят ближе > 10. В результате перераспределения удобрения располагаются на некоторой площади Г толщиной Ь,. В результате построений получены графики плотности распределения на \ дугах сектора разбрасывания

Количество удобрения, приходящееся на элементарную площадку, определяется зависимостью

22 21 8 12 16

Рисунок 4 - Схема машины для рассева удобрений с триммерным рабочим

органом

с/д = ук^ = уН,Ь41 (4)

где (1<2 количество удобрения, кг;

И, - высота слоя удобрений в данном сечении, м; Ь, - ширина струи в данном сечении, м;

- элементарная площадка, м2; (11 - элементарная длина, м;

у- объемная масса удобрений, кг/м3.

С другой стороны имеем:

dQ = q, dt, где dQ - количество удобрения, кг; q - подача удобрений, кг/с; dt-время подачи удобрений,с. Связь между количеством удобрения, длиной дуги, подачей и скоростью струи выражается формулой

dQ q,

— (5)

dS Vt

Левая часть этого выражения представляет собой количество удобрений, отнесенное к длине дуги dS, т.е. линейная плотность распределения.

Анализ уравнения (5) показывает, что, во-первых, плотность распределения на / дуге прямо пропорциональна подаче удобрений <у, ; во-вторых, плотность распределения обратно пропорциональна скорости струи в колебательном движении У,.

В свою очередь, скорость струи в колебательном движении

V, = со3, * R„ ( 6)

где V, - скорость струи на дуге радиуса R„ м/с; а3, - угловая скорость балансира, рад/с; R, - удаление / дуги от оси колебания, м.

Из анализа кинематики шарнирного четырехзвенника находим, что угловая скорость струи непостоянна. В крайнем левом положении она равна нулю, затем увеличивается, достигает максимального значения и уменьшается до нуля в правом крайнем положении. Характер кривой угловой скорости балансира зависит от соотношения длин звеньев шарнирного четырехзвенника. Так кривая , полученная при г = 110 мм, / = 280 мм, Ь ~ 320 мм и а = 308 мм, несимметрична. Симметричный характер с достаточной точностью для практических целей можно получить при / г > 5. График плотности распределения на дуге рассева будет аналогичен графику времени пребывания струи на данном участке сектора рассева. Из анализа видно, что плотность распределения в средней части дуги меньше, чем в крайних положениях.

Для того, чтобы выдержать условие ( 5 ) при q, = const необходимо, чтобы и IOj, = const.

У рабочих органов, использующих возвратно-колебательное движение для рассева удобрений, выдержать такое условие при q, = const невозможно, так как угловая скорость струи переменна.

Кинематический режим работы Во время работы машины с триммерным рабочим органом середина струи удобрений совершает колебательное движение от одного крайнего положения

ДО! до другого ДО2 на величину угла >(<о (Рисунок 5) Кроме того, разбрасыватель совершает поступательное движение со скоростью Ум. За время одного полного колебания машина пройдет путь Б, равный шагу подачи. А струя удобрений займет новое положение ДО| или Д02, параллельное предыдущему.

Взаимосвязь технологических параметров позволяет определить необходимую скорость машины:

^^Дяпу,. (7)

где Ум - скорость машины, м/с;

пк - частота колебаний триммера, с"1; В,-- эффективная ширина струи, м; % - угол раствора сектора, градус.

Формула ( 8 ) является расчетной для выбора числа оборотов кривошипа колебательного механизма, а преобразовав ее, получим формулу для выбора скорости разбрасывателя.

Анализ приведенной формулы показывает, что число оборотов кривошипа прямо пропорционально скорости разбрасывателя и обратно пропорционально параметру струи и углу раствора сектора .

Неравномерность распределения на рабочей ширине без учета перекрытия равна 15,2% и с учетом перекрытия -7,16 %.

Пример построения кривой плотности распределения показан на рисунке 5 Кривые I, 2, 3, 4, 5 соответствуют дугам радиусов, удаленных соответственно на Я = 4, 6, 8, 10 и 12 м. Из этого рисунка видно, что плотность распределения удобрений на отдельных дугах неравномерна Имеются максимумы в крайних положениях, которые расположены по линиям ДО1 и Д02. У экспериментального графика ( Рисунок 5) распределения удобрений в секторе и по ширине рассева наблюдаются те же закономерности распределений удобрений, что и у теоретического. Обоснована теория осаждения частиц материала при сложном движении триммера с шарнирным четырехзвенником. Разработаны основы теории проектирования машин с триммерным рабочим органом исходя из типа модели распределения, то есть типа С. Определены оптимальные конструктивные, кинематические и технологические параметры нового типа триммерной машины с шарнирным четырехзвенником: радиус кривошипа г - 110 мм, длина шатуна I = 280 мм , балансира Ь = 320 мм и размер станины а = 308 мм Производственная машина при скорости ленты триммера 15,78 м/с, скорости агрегата 10,8 км/ч и шаге подачи 0,6 м обеспечивает неравномерность распределения на рабочей ширине захвата без учега перекрытия 12,7 - 19,7%, что в полтора и в два раза меньше чем у серийных машин (21,3 - 39,2 % ). Характер кривой угловой скорости балансира зависит от соотношения длин звеньев шарнирного четырехзвенника, то есть при г= 110 мм, / = 280 мм, Ь 320 мм и а = 308 мм, несимметрична. Симметричный характер с достаточной точностью для практических целей

-5,0 0 5,0 В,м

Рисунок 5 - Закономерности

распределения удобрений на дугах сектора рассева и по ширине захвата

можно получить при соотношении длины шатуна к длине радиуса кривошипа /. г >5.

Применение машин с триммерным рабочим органом существенно снижает неравномерность рассева удобрений и повышает

агроэкологическую безопасность процесса. Обеспечение

оптимальной неравномерности

рассева сыпучих материалов и экологичное™ процесса у машин серии МВУ - 5Г с комбинированной лопаткой достигаются тем, что в устройстве для осуществления

вращения вокруг вертикальной оси в противоположные стороны. Диски снабжены комбинированными лопатками с желобами, выполненными в виде половинок круглых труб, разрезанных по диаметру, причем желоба расположены

2,3 - нижняя, средняя и верхняя части лопатки центробежнот диска, 4,5.6 -мкономерности интенсивности осаждения ишериала из выбрасываемой струи с соответствующею желоба комбинированной лопали

Рисунок 6 - Схема работы комбинированной лопатки и вытягивание эпюры плотности распределения удобрений по длине струи

по вертикали, по нарастающей снизу вверх величинам площадей внутреннего сечения желобов. Площади внутренних сечений желобов имеют соотношение 10:35:55 при числе желобов равном трем. При этом меньшее по площади сечения желоб расположен по вертикали ниже среднего по величине площади сечения, а средний по площади сечения желоб установлен ниже верхнего, имеющего наибольшую площадь сечения. Закономерности интенсивности оседания частиц удобрения с разных желобов перекрываются друг с другом и образуют результирующую закономерность оседания, близкую по форме к гипотенузе АСРЕ ( Рисунок 6 ) прямоугольного треугольника, чем обеспечивается равномерное распределение сыпучего материала в секторе рассева.

Предложенный способ поверхностного внесения сыпучих материалов и устройство для его осуществления позволяют обеспечить наиболее оптимальную равномерность рассева сыпучих материалов, например, удобрений и мелиорантов. Это в свою очередь, способствует снижению недобора урожая от неравномерного внесения сыпучих материалов и повысить качество выращиваемой продукции. Дополнительный сбор урожая по отдельным культурам возрастает. В среднем прибавка урожая от равномерного внесения удобрений составляет около 13 %.

Повышается и экологичность процесса за счет более равномерного распределения вносимых материалов и более экономного расходования этих материалов.

Кинематический режим работы

В процессе работы центробежного диска частицы удобрения результате полета частицы оседают из струи на поверхности поля, образуя узор рассева. Узор рассева будет частью циклоид, образованных внешним и внутренним радиусом струи удобрений. Следующий узор расположится по ходу движения разбрасывателя на расстоянии Iг , называемом шагом лопасти диска.

Кинематический режим работы обеспечивает перекрытие струй соседних лопаток. Шаг подачи должен быть равен длине (ширине) осажденной струи в зависимости от выбранного рабочего участка циклоиды.

Для однодискового центробежного разбрасывателя приемлема первая и вторая четверти циклоиды. Причем участок циклоиды для второго диска должен быть зеркальным отражением участка циклоиды первого диска.

У двухдисковой машины участок циклоиды для второю диска должен

быть зеркальным отражением участка циклоиды первого диска. Шаг лопастей будет Ц = £ / 2.

Центробежный диск выполнен диаметром 320 мм, то есть меньше чем у серийных машин МВУ - 5. На диске просверлены дополнительные отверстия для крепления комбинированных лопаток, которые позволяют получить уты установок лопаток с наклоном от: вперед на 30 градусов для получения наибольшей ширины захвата до 30 градусов назад для работы в ветреную

погоду Нижний желоб изготовлен с радиусом закругления 5 мм, средний - Ю мм и верхний 25 мм. Суммарная высота желобов комбинированной лопатки равна 85 мм. Длины желобов: верхних -230мм, средних - 150 мм и нижних - 130 мм. Внутренний обрез среднего желоба смещен наружу относительно нижнего желоба на 15 мм, верхний относительно среднего на 20 мм.

Это дает возможность управления закономерностью плотности распределения сыпучих материалов вдоль радиуса струи с 2,2 м до 6,0 м, то есть в два три раза более по сравнению с существующими способами. Это позволило получить длину проекции закономерности распределения интенсивности осаждения материала из струи близкую к длине проекции закономерности модели типа С с неравномерностью распределения по ширине захвата машины 12,7 %. Машина с новыми комбинированными лопатками принята заводом «Башсельмаш-Агро» к производственному выпуску партией в 100 единиц. Кроме того, Техническим советом Министерства сельского хозяйства Республики Татарстан принято решение об изготовлении и использовании в каждом районе по 4 комплекта комбинированных рабочих органов к машинам МВУ-5 и МХА-7.

В четвертом разделе рассмотрены вопросы влияния наклона машины на технологические параметры машины, получены формулы для определения углов вылета, приведены таблицы расчетов и графики углов вылета в зависимости от угла наклона машины и угла поворота рабочего органа в момент отрыва частицы от рабочего органа. Изменения углов вылета струи к горизонту подчиняются синусоидальному ( или косинусоидальному) закону в зависимости от режима схода частиц с рабочего органа. Изготовлен и испытан прибор для определения углов вылета, новизна которого защищена патентом Российской Федерации. Прибор предназначен для определения угла выброса к горизонту разбрасывающих устройств с учетом меняющихся углов: наклона машины, конусности рабочего органа, поворота диска, режима вылета струи.

Точность прибора достаточна для практических целей. Углы, полученные экспериментально, отличаются от расчетных не более, чем на 1... 1,5°.

Прибор углов вылета к горизонту позволяет получить значительную экономию ( до десятков раз ) затрат времени при определении углов вылета по сравнению с расчетным или натурным измерением углов на рабочем органе.

В пятом разделе рассмотрены вопросы интенсификации рабочих процессов мобильных сельскохозяйственных машин, определены пути их интенсификации. Поскольку в научно-технической литературе по механизации применения удобрений и мелиорантов отсутствует единообразие в толковании термина интенсивность, интенсификация нами введено определение термина, исходя из фундаментальных законов механики , физики и практики. Интенсивность это мера движения материи Единица интенсивности 1 Int «Интенс» Рразмерность в кг/с м2. При работе машины МВУ - 5 с нормой высева 10000 кг^а интенсивность движения удобрений находится в пределах от 360 Int под заслонкой и I Int на поверхность поля. При внесении известковой

муки с нормой высева 1000 кг/га интенсивность движения удобрений равна 0,1 Int и 0,01 Int при внесении хлористот калия с нормой 100 кг/га, в то же время при внесении хлористого калия с нормой 200 кг/га интенсивность движения под заслонкой равна 72 Int

Одним из основных путей интенсификации применительно к машинам для рассева удобрений и мелиорантов является уменьшение потерь за счет улучшения качественных показателей распределения удобрения, как по ширине захвата, так и по ходу движения.

В шестом разделе приведены разработки и решения по общим и частным вопросам методик экспериментальных исследований. Представлены разработанные экспериментальные установки, рабочие и измерительные приборы, приводены результаты лабораторных и полевых экспериментальных исследований. Обработка результатов экспериментов и установление эмпирических аналитических зависимостей с оценкой точности результатов опытов и степени рассогласования теоретических и экспериментальных данных. Приведен расчет экономической эффективности от реализации рекомендаций.

Программой предусматривалось проведение исследований в два этапа: лабораторный и полевые испытания. Это определение параметров струи, сектора рассева и плотности распределения по ширине захвата машины при различных: скоростях выброса, подаче удобрений, высоте точки выброса, видах удобрений; наклонах разбрасывающего устройства, поворотах рабочего органа, конструктивного исполнения и режимов вылета струи рассева при различных углах раствора сектора , подаче удобрений и частоте колебаний; кроме того определение неравномерности распределения по ходу машины; сегрегации тукосмеси и энергетической характеристики триммера.

На полевых испытаниях определялись неравномерности распределения в режиме рабочих скоростей разбрасывателя, а также влияние неравномерности рассева на урожайность возделываемых культур.

С целью уточнения и проверки правильности полученных аналитических выражений для определения углов выброса к горизонту изготовлен прибор, с помощью которого экспериментально определялись углы выброса к горизонту и сравнивались полученные результаты с теоретическими.

Угол раствора сектора изменялся за счет изменения размера радиуса кривошипа от 39 до 140 мм с интервалом 20 - 30 мм.

При определении влияния угла бокового наклона на плотность и неравномерность распределения по опыты проводились с интервалом наклона, равным 5°.

Опыты проводились на специальной установке. Она состоит из дозатора, триммера, шарнирного четырехзвенника и приводных устройств. Триммер состоит из неподвижной и подвижной рамы, барабанов и ленты. Шарнирный четырех^венник включает балансир, шатун, кривошип и станину.

гз

В лабораторном варианте в качестве дозатора использовался туковысевающий аппарат АТ - 2А с регулятором, направляющим лотком. Дозатор приводился в действие электромотором с редуктором..

В полевом варианте в качестве приводного устройства триммера использован гидромотор МНШ - 32, приводного устройства колебательного механизма вал редуктора привода транспортера машины РУМ - 3, дозатором являлся транспортер машины РУМ - 3.

По данным опытов строились графики распределения удобрений и определялись / дальность полета частиц, параметры оседания частиц из струи: длина, ширина, а также плотность распределения и неравномерность по ширине и вдоль струи /.

Угол раствора сектора изменялся при помощи изменения длины радиуса ведущего кривошипа колебательного механизма, 5 значений.

Полевые испытания проводились на территории Учебного хозяйства Казанской ГСХА, а также в хозяйствах Республики Татарстан в соответствии с ГОСТом и методикой испытания машин для рассева минеральных удобрений, разработанной ВИМом,.

Производственные испытания проводились на полях хозяйств в 18 различных по климатическим условиям районах Республики Татарстан в 2000...2004 г.г.

Результаты экспериментальных исследований

Влияние подачи на параметры струи. Плотности распределения удобрений в продольном сечении струи для различного вида удобрений показаны в виде графиков на рисунке 1. Кривая 1 показывает характер распределения частиц пылевидных размеров /порошковидный хлористый калий/ соответственно при подаче 0,92; 2,41 и 5,38 кг/мин . Доказано, что с увеличением подачи происходит увеличение дальности бросания с 2,5 м до 4,5 м„ а также происходит смещение пика / максимальной толщины слоя / с расстояния 1,5 м до 2 м.

Кривые 2,3 показывают характер распределения для мелкокристаллической аммиачной селитры, кривая 4 - гранулированного суперфосфата .

Таким образом, экспериментальными исследованиями установлено, что модели распределения группы диск и кольцо типа Е и С обеспечивают лучшие качественные показатели по неравномерности распределения материала по сравнению с другими моделями. Расхождение экспериментальных эпюр плотности распределения вдоль струи и по ширине захвата не превышает 6.. 9% от их теоретических аналогов. Проведенные лабораторные и полевые опыты подтвердили возможности управления закономерностями оседания частиц из струи удобрений при помощи триммера до значения, равного 1,00 при рассеве порошковидных удобрений; до значений 0,91 при рассеве кристаллических удобрений и до значений 0,80 при рассеве гранулированного суперфосфата от максимальной дальности струи. Испытания с использованием шарнирного четырехзвенника подтвердили правильность выбранных теоретических предпосылок, а именно вытягивание эпюры плотности оседания частиц из струи

2А

вдоль дуги радиуса сектора рассева в несколько раз. Это позволило полностью убрать пик плотности из средней части сектора и переместить по частям в левую и правую стороны. В результате этого неравномерность распределения по ширине захвата машины снизилась с 51% до 12,7 - 19,3% в зависимости от вида удобрений и дозы внесения.

а) Влияние подачи на распределение удобрений по ширине захвата. С увеличением подачи происходит: увеличение ширины разбрасывания с 9,6 м до 11,2 м; увеличение неравномерности без учета перекрытия с 13,7 % до 15,2 %.

б) Влияние частоты вращения колебательного механизма. Кривые плотности распределения расположены близко друг к другу, поэтому коэффициенты неравномерности распределения по ширине отличаются незначительно от 7,16 -8,5 % с учетом и до 20 - 15,4 % без учета перекрытия. Таким образом, частота колебания триммера не оказывает существенного влияния на качество распределения удобрений по ширине.

в) Влияние угла раствора сектора. С увеличением угла раствора сектора происходит уменьшение пика в средней части /кривые 2 и 3/ и появляются два пика у крайних положений /кривые 4 и 5/. Причина возникновения двух пиков обусловлена кинематикой колебательного механизма. С увеличением угла раствора сектора происходит также увеличение ширины рассева (Рисунок 7).

Из графиков (Рисунок 8) плотности распределения удобрения сравниваемых ма(иин отечественного и зарубежного производства видно, что триммерный рабочий орган выгодно отличается по качеству рассева по ширине захвата от центробежных рабочих органов лучших отечественных и зарубежных фирм.

С увеличением угла раствора сектора от 14° до 53° происходит увеличение ширины с 4 до 10...11,8 м, кроме того происходит уменьшение неравномерности распределения по ширине с 34,5 ...43,5% до 11,5... 19,5 % .

Эмпирическая формула, выражающая зависимость неравномерности

-в -4 -г Рисунок 7 распределения удобрений по ширине захвата при различных значениях угла раствора сектора

Рисунок 8 - Сравнительные Плотности гРаФики плотности распределения удобрений некоторых машин отечественною и зарубежного производства

распределения на рабочей ширине без учета перекрытия от угла раствора сектора, имеет вид:

а

У =-+ с, (9)

в + х

где у - неравномерность распределения на рабочей ширине без учета перекрытия, %;

х - угол раствора сектора, градус; а, в, с - коэффициенты. Коэффициенты уравнения найдены методом избранных точек: а = 657; в ~ 3,1 и с = 2. Корреляционное отношение равно: Г|ух = 0,922. Показатель несоответствия уравнения опытным значениям равен П = 4,84 %, что вполне приемлемо.

Склоны влияют на дальность полета не одинаково, при отрицательных значениях углов выброса разница в дальности не большая, а при положительных значениях угла выброса - существенна.

Боковой наклон машины влияет на распределение удобрений по ширине по разному в зависимости от конструктивных особенностей рабочего органа. Так, у дисковых центробежных разбрасываетелей происходит перераспределение удобрений в секторе рассева, смещение полосы рассева от продольной оси машины, ухудшение качества рассева вплоть до потери работоспособности. У триммерных рабочих органов характер распределения остается неизменным. Наблюдается смещение полосы рассева до 3 м в сторону наклона В результате проведенных лабораторных опытов найден предельный угол бокового наклона триммерной машиныс сохранением работоспособности, который равен 25 отвечающий агрптребованиям по неравномерности распределения на ширине захвата.

Распределение удобрений по ширине захвата при продольном наклоне машины подвержено меньшим изменениям, чем при боковом. Неравномерность распределения при изменении угла продольного наклона от -10° до +10° с интервалом в 5°, также не выходит за пределы допусков агротребований.

Производственные исследования Разработана конструкторская документация к машинам с центробежными и триммерными рабочими органами, которые изготовлены и внедрены в 18 различных по почвенно-климатическим условиям районах Республики Татарстан. По Республике Татарстан в 2003 году собрано свыше 5 млн. тонн зерна, в том числе за счет улучшения качества рассева удобрений и мелиорантов получен дополнительны сбор урожая по 1,8 ц/га

Реализация предложений, полученных на основе исследований, дает экономический эффект от применения одной машины при годовой загрузке 840 га на зерновых культурах в среднем по 440 тыс рублей

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы и выявлены закономерности плотности распределения частиц удобрения из вылетаемой струи. Показана возможность трансформации закономерностей оседания частиц из одного вида в другой.

2. Разработана новая классификация закономерностей распределения частиц материала по поверхности, включающая три основные группы: диск, кольцо, конус. Каждая группа, в свою очередь, по форме геометрической фигуры подразделяется на шесть типов: А,В,С,Д,Е и П.

Из перечисленных моделей распределения эталоном качества является диск типа С, у которого неравномерность распределения равна 12,3 %. Традиционные машины (модель конус типа А) имеют неравномерность 60 %.

Классификация позволяет прогнозировать и определять по закономерности интенсивности оседания материала в радиальном сечении струи и численные значения коэффициента вариации распределения материала по ширине захвата машины.

3. Найдены эффективные способы управления закономерностями плотности распределения вдоль и поперек радиуса струи, в секторе рассева: это разделение порций удобрения желобами комбинированной лопатки в определенном соотношении и сообщении им различных скоростей вылета, это - изменение углов вылета струи в широком диапазоне у триммера и управление величиной угла раствора сектора рассева вариацией длин звеньев шарнирного четырехзвенника. Доказана возможность вытягивания эпюры плотности распределения сыпучих материалов вдоль радиуса струи и дуге рассева с 2,2 м до 6,0 м, то есть в два - три раза более по сравнению с аналогами.

4. Предложены определения термина «интенсивность» и единицы интенсивности движения материала, исходя из фундаментальных законов механики, физики и практики. Интенсивность это мера движения материи. Единица интенсивности 1 Int «Интенс». Размерность, кг/с-м2. Численные значения интенсивности движения материала по различным рабочим органам зависят от физико-механических свойств материала, технологических и конструктивных параметров машины или рабочего органа. Так, при внесении известковой муки с нормой внесения 10000 кг на гектар под заслонкой регулятора интенсивность движения равна 360 Int, а на поверхность поля оседает с интенсивностью 1 Int. Указаны основные пути интенсификации, среди которых, применительно к машинам для внесения удобрений и мелиорантов перспективным является - уменьшение потерь за счет улучшения качественных показателей распределения частиц по поверхности поля.

5. Разработана теория проектирования машин с триммерным рабочим органом, а также теория распределения частиц материала при сложном движении струи, сходящей с триммера. На основе этой теории осуществляется управление закономерностями распределения удобрений изменением углов вылета сгруи в значительном диапазоне и угла сектора рассева Для этого использованы триммер

и шарнирный четырехзвенник. Определены оптимальные конструктивные, кинематические и технологические параметры нового типа триммерной машины с шарнирным четырехзвенником: радиус кривошипа г = 110 мм, длина шатуна / = 280 мм , балансира Ь = 320 мм и размер станины а = 308 мм , скорость ленты триммера 15,78 м/с, шаг подачи 0,6 м, обеспечивающие неравномерность распределения на рабочей ширине захвата без учета перекрытия 12,7 - 19,7 %, что в полтора и в два раза меньше чем у серийных машин ( 21,3 - 39,2 % ). Симметричность распределения по ширине с достаточной точностью для практических целей получается при соотношении длины шатуна к длине радиуса кривошипа / • г > 5. Применение новых машин с триммерным рабочим органом существенно снижает неравномерность рассева удобрений и повышает агроэкологическую безопасность процесса.

Доказана возможность вытягивания закономерности плотности распределения сыпучих материалов вдоль радиуса струи и дуге рассева с 2,2 м до 6,0 м, то есть в два - три раза более по сравнению с существующими аналогами.

6. Разработано управление закономерностями распределения удобрений путем разделения порций удобрений желобами комбинированной лопатки в определенном соотношении и сообщении им различных скоростей вылета. Разработана теория дифференцированного захвата порций удобрений желобами комбинированной лопатки центробежного диска, теория схода частиц с рабочих органов, теория дальности полета частиц с учетом скорости, угла вылета и склона местности. Эти теории дали возможность оптимизировать конструктивные, режимные параметры рабочих органов новых машин и модернизировать серийные машины, например, выпускаемых заодом « Башсельмаш - Агро ». Желоба выполнены с радиусами закругления 5, 10 и 25 мм и длиной 130, 150 и 230 мм, средний желоб смещен относительно нижнего на 15 мм, а верхний относительно среднего на 20 мм. Машина принята заводом «Башсельмаш-Агро» к производственному выпуску партией в 100 единиц. Кроме того, Техническим советом Министерства сельского хозяйства Республики Татарстан принято решение об изготовлении в каждом из 43 районов по 4 комплекта комбинированных рабочих органов к машинам МВУ-5 и МХА-7.

7. Определены теоретические закономерности режимов схода и изменения углов вылета частиц с рабочих органов машин, на основе которых разработан прибор определения углов вылета . Прибор углов вылета к горизонту позволяет получить значительную экономию ( до десятков раз ) затрат времени при определении углов вылета по сравнению с расчетным или натурном измерении углов на рабочем органе.

8. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что дальность полета частиц удобрений при различных наклонах машины из-за рельефа местности отличается существенно от теоретических. При наклоне в 20° разность в дальности полета частиц размером менее I мм достигает в среднем 8 % от дальности полета без наклона машины. Аналогичная картина наблюдается при

полете других фракций. Кроме того, при боковых наклонах машины из-за изменений в дальности полета частиц происходит смещение полосы рассева в сторону наклона. Максимальное смещение 3 м получено при наклоне машины на 25,2°. Расхождения в дальности полета частиц объясняются тем, что в теоретических выражениях не учитывалось сопротивление воздуха, аэродинамические свойства частиц, направление и скорость ветра 9 Экспериментальными исследованиями установлено, что

- расхождение точности классификации моделей распределения рассеваемого материала на поверхности поля экспериментальных и производственных не превышает 6.. .9 % от их теоретических аналогов;

- теоретические, конструктивные, кинематические и эксплуатационные параметры гриммерных и центробежных машин адекватны производственным показателям (показатель соответствия равен 0,922);

- расхождение изученных математических моделей по качественным показателям распределения материала в секторе рассева и по ширине захвата машин не превышает 4,84 % от их теоретических аналогов;

- теоретически обоснованные конструктивные и режимные параметры триммерной машины с шарнирным четырехзвенником обеспечивают управление закономерностью плотности оседания частиц из струи и вдоль дуги радиуса сектора рассева в 3...5 раз больше в сравнении с существующими машинами. Это позволило полностью убрать пик плотности из средней части сектора и раздвинуть его в левую и правую стороны. В результате этого неравномерность распределения по ширине захвата машины снизилась с 51 % до 12,7 - 19,3 % в зависимости от вида удобрений и дозы внесения;

- расхождение экспериментальных эпюр плотности распределения вдоль струи и по ширине захвата не превышает 6...9 % от их теоретических аналогов;

- теоретические конструктивные, кинематические и эксплуатационные параметры триммерных и центробежных машин адекватны производственным показателям ( показатель соответствия равен 0,922);

11.Разработанные и реализованные технические средства, позволяющие управлять закономерностями распределения удобрений, отличаются простотой конструктивного решения, изготовления и обслуживания, что обеспечивает их эффективность в условиях сельскохозяйственного производства. Разработана конструкторская документация к машинам с центробежными и триммерными рабочими органами, которые изготовлены и внедрены в 18 районах Республики Татарстан. Эффект от использования результатов исследований доказан в неблагоприятных погодных условиях последних трех лет, сбор урожая зерновых культур был выше на 6... 13 % по сравнению с хозяйствами с традиционной технологией возделывания, что выразилось в дополнительном сборе 270000 тонн зерна. Снижено, в среднем на 14,8 %, отрицательное действие минеральных удобрений на окружающую среду, в том числе снижено содержание нитратов в

возделываемых культурах, воде и почве до предельно допустимых концентраций.

12. Результаты работы используются на заводе «Башсельмаш-Агро», «Татсельхозтехнике», в Всероссийском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства (ВИМ) при разработке перспективных технологий и технических средств для дифференцированного внесения удобрений, а также в учебном процессе в 7 вузах агроинженерного профиля Поволжья и Урала: Челябинском ГАУ, Казанской ГСХА, Татарском ИПКА, Вятской ГСХА, Марийском ГУ, Ульяновской ГСХА, Чувашской ГСХА.

13. Экономический эффект от применения одной машины при годовой загрузке 840 га на зерновых культурах составляет в среднем по 440 тыс рублей.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью сокращения затрат времени и материальных средств при проектировании, изготовлении и испытании центробежных распределительных устройств с наперед заданными свойствами использовать разработанную классификацию моделей и методику расчетов рабочих органов.

2. Снабжать комплектом сменных лопаток и дисков центробежные машины, обеспечивающие более качественное распределение материала по ширине в зависимости от свойств удобрений, скорости ветра, уклонов местности.

3. Считать перспективными триммеры с принудительным колебательным движением выбрасываемой струи в секторе рассева, обеспечивающие качественное распределение удобрений местности и уменьшающие ущерб, наносимый окружающей среде от неравномерного внесения.и менее чувствительные к наклону при работе на пересеченной МвСТК0СТй.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ

В монографиях

1. Технологии и технические средства механизации рассева сыпучих материалов. - Казань, Школа, 2004. -200 с.

2. Методические рекомендации повышения качества распределения минеральных удобрений. - М.: ВИМ, 1992. - 95 с.

В изданиях, рекомендованных Высшей Аттестационной Комиссией

3. Интенсификация рабочих процессов мобильных сельхозмашин. //Журн. Тракторы и сельхозмашины. - 2000.- № 9 - С.34-35. (соавтор Милюкова М.А.).

4. К вопросу исследования комбинированной лопатки центробежного разбрасывателя. // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2004.- № 1. С.5-8. (соавтор Биккинин A.M.).

3'О

5. Влияние продольного наклона разбрасывателя на качество распределения по ширине. '/Журн Тракторы и сельскохозяйственные машины,- 2005.- № 2.-С.19 -22. (соавтор Сафин И.И.).

6 Машина для рассева. //Журн. Сельский механизатор. 2005. -№ 1. -С.25.

7 Обоснование перекрытия при внесении удобрений и известковании почв. //Журн. Сахарная свекла. - 2004,- № 10. - С. 17-18.

8. Машина для рассева удобрений в закрытых парниках. Л Журн. Картофель и овощи. - 2005. - № 2. - С.23-24.

9. Влияние бокового наклона разбрасывателя на качество распределения удобрений по ширине захвата машины // Журн. Техника в сельском хозяйстве. -2005. - №5. - С.21-23. (соавтор Сафин И.И.)

В патентах

10. Способ поверхностного внесения сыпучих материалов и устройства для его осуществления. Патент № 2236776 (соавторы: Шарипов С.А., Нуруллин Р.Г.).

11. Машина для рассева сыпучих материалов. Патент № 2229785. (соавтор Нуруллин Р.Г.).

12 Прибор для определения углов вылета струи к горизонту. Патент №2237398). (соавторы: Гайсин И А., Макаров П.И.).

В материалах международных научно-практических конференций

13. Исследование шарнирно-рычажных механизмов в усгройствах для внесения удобрений./ 100 лет механизму Беннета. Материалы международной конференции по теории механизмов и машин. - Казань: Школа. 2004. - С.68-75.

14. О влиянии наклона триммерного разбрасывателя минеральных удобрений на качество распределения по ширине. /Механизация процессов применения удобрений в сельском хозяйстве: Материалы Первой международной научно-технической конференции. Минск, 1970. - С.162-164.

В трудах и материалах научно-практических конференций

15. О качестве распределения минеральных удобрений разбрасывателями маятникового типа. /Тр. ВИМ. М.: 1969.- С. 125-136.

16. Некоторые результаты испытания триммерного разбрасывателя минеральных удобрений. /Совершенствование конструкций сельскохозяйственной техники: Тр.Горьковского СХИ. - Горький, 1975. - т.72. -С 67-72.

17. Конус прямоугольного сечения типа А. 'Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений - М.: ВИМ. 1992. - С,22-25.

18. Диск типа А трапецеидального сечения /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений -М,- ВИМ. 1992 -С.25-28

19. Кольцо феугольного сечения типа АР . /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.: ВИМ. 1992. - С.47-50.

20. Конус типа АС феугольного сечения. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.: ВИМ. 1992. -С.50-53.

21. Кольцо трапецеидального сечения типа А. 'Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.: ВИМ. 1992, - С. 31-35.

22. Влияние малых углов раствора сектора на качество распределения по ширине у триммерною разбрасывателя минеральных удобрений. 'Механизация сельскохозяйственного производства: Тр Казанского СХИ. Казань, 1970. -

B.63. -С.28-33

23 Диск прямоугольного сечения шпа В. 'Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений -М.' ВИМ. 1992 - С.35-37.

24 Кольцо прямоугольного сечения типа В. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.' ВИМ. 1992. -С 84-85.

25. Кольцо треуюльного сечения типа АЕ. 'Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.: ВИМ. 1992. - С 53-58.

26 Диск треугольного сечения типа С. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.- ВИМ. 1992 -

C.39-41.

27 Диск трапецеидального сечения типа Д. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений -М.. ВИМ 1992 -С.41-44.

28 Кольцо типа А треугольного сечения /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.: ВИМ. 1992 -С. 81-82

29 Кольцо трапецеидального сечения типа Д. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минератьных удобрений,- М,. ВИМ.

1992. - С 44-47.

30 Влияние у!ла продольного наклона на качество распределения по ширине триммерного разбрасывателя минеральных удобрений 'Тр Казанскою СХИ. - Казань, 1970. - В.З. - С 34-40.

»159 1 5

31 Колыю треугольного сечения типа Е /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений М.: ВИМ. 1992 -С.47-50.

32. Конус прямоугольного сечения i по повышению качества распределения 1992. -С.53-58.

33. Определение углов выброса удобрений./Совершенствование конструю. -Горький, 1973.-т.: 54. - С. 147-150.

34. Диск трапецеидального сечения тт повышению качества распределения мине{ С.35-37.

35 Кольцо сечения типа ABE. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений -М.: ВИМ 1992. - С.73-74. г

36. Кольцо типа А[ треугольного сечения. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений -М.: ВИМ 1992. - С.81-91.

37. Конус типа ABC треугольного сечения. /Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений. -М.: ВИМ. 1992. С.58-61

38. Влияние угла бокового наклона на качество распределения по ширине у триммерного разбрасывателя минеральных удобрений /Механизация сельскохозяйственного производства: Тр.Казанского СХИ. Казань, 1970. -В.55. - С. 11-25

39. К вопросу исследования качества разбрасывания минеральных удобрений дисковыми центробежными аппаратами. /Механизация сельскохозяйственного производства: Тр.Казанского СХИ. - Казань, 1967. -В.49. - С. 6-10.

40 Некоторые аспекты интенсификации рабочих процессов мобильных сельхозмашин. /В кн. Проблемы механизации сельского хозяйства. Казань: t Мастер-Лайн 2000. - С.39-41. (соавтор Милюкова М.А.)

'!>,.[ члг «\S4 lh líipj* IDO. По

tí íii )<ii f líe i не 0b Sü05p.

¡кч ш, офц-ПМИ VL 1 n i I,U5. 11KJJ Z2ü

llnm iíljho KI C\/\ 4200» > t k.ium \ К \! ipki.i л (Я !i p*m ня n,i i'i i i'l iu к\'0 ияк и носii м i27l II 1 Y0f>" 12 <>i 2S И ?íK)f-

Оикчлт.ик! n niiioip 1фкн Г1 ( va «"í1 I К I ЛИ Ч К \1 ( ( ^

РНБ Русский фонд

2006-4 15987

f.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Состояние проблемы.

1.2 Агротехнические требования, предъявляемые к машинам для рассева минеральных удобрений.

1.3 Неравномерность распределения и способы ее определения.

1.4 Обзор конструкций рабочих органов для поверхностного внесения минеральных удобрений.

1.4.1 Дисковые центробежные рабочие органы.

1.4.2 Маятниковые рабочие органы.

1.4.3 Метательные конвейеры.

1.5 Анализ причин неравномерности распределения.

1.6 Задачи научного исследования.

2 ОСНОВЫ ТЕОРИИ И РАСЧЕТА ПЛОТНОСТИ И НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА ПО ШИРИНЕ ЗАХВАТА.

2.1 Способы управления закономерностями распределения оседания частиц удобрения.

2.2 Классификация моделей распределения.

2.3 Методика определения плотности и неравномерности распределения материала по ширине захвата.

2.4 Примеры исследования качества распределения материала по ширине захвата методом математического моделирования.

2.4.1 Модель распределения конус прямоугольного сечения тип А

2.4.2 Модель распределения кольцо треугольного сечения тип А

2.4.3 Модель распределения кольцо трапецеидального сечения тип А

2.4.4 Модель распределения диск прямоугольного сечения тип В

2.4.5 Модель распределения кольцо прямоугольного сечения тип В

2.4.6 Модель распределения диск треугольного сечения тип С

2.4.7 Модель распределения кольцо трапецеидального сечения тип Д

2.4.8 Модель распределения кольцо треугольного сечения тип Е

2.4.9 Модель распределения кольцо треугольного сечения тип АЕ

2.4.10 Модель распределения кольцо трапецеидального сечения тип Д

2.4.11 Модель распределения диск трапецеидального сечения тип А

2.4.12 Модель распределения конус усеченный треугольного сечения тип АС.

2.4.13 Модель распределения конус усеченный трапецеидального сечения тип ABC.

2.5 Влияние угла раствора сектора модели распределения кольцо тип ABE и угла поворота оси симметрии сектора рассева на плотность и неравномерность распределения по ширине захвата.

2.6 Влияние перекрытия и огреха на плотность и неравномерность распределения по ширине захвата.

3 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПО РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЯМИ РСАПРЕДЕЛЕНИЯ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1 Обоснование параметров центробежного аппарата.

3.1.1 Технологический процесс работы машин типа МВУ.

3.1.2 Кинематический режим работы.

3.1.3 Параметры туконаправителя и лопаток.

3.2 Обоснование параметров триммерного рабочего органа.

3.2.1 Технологический процесс триммера. Действие триммера на частицу. Скорость вылета и дальность полета частицы.

3.2.2 Параметры рассева. Кинематический режим. Ширина захвата.

3.2.3 Элементы теории распределения удобрений триммерного разбрасывателя. Угол раствора сектора. Скорость и ускорения подвижной рамы триммера. Интенсивность осаждения материала из выбрасываемой струи.

3.2.4 Интенсивность осаждения материала в секторе рассева.

4 ВЛИЯНИЕ СКЛОНОВ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОТЫ МАШИНЫ.

4.1 Влияние наклона машины на углы вылета струи удобрений к горизонту.

4.2 Влияние наклона разбрасывателя на дальность полета частиц удобрения.

4.3 Прибор для определения углов вылета.

5 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ МАШИН ДЛЯ

ПОВЕРХНОСТНОГО ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ И МЕЛИОРАНТОВ.

5.1 Общие сведения.

5.2 Основы расчета интенсивности движения материала на рабочих органах машин для поверхностного внесения удобрений и мелиорантов.

5.3 Пути интенсификации рабочих процессов машин для поверхностного внесения удобрений и мелиорантов.

5.4 Расчет интенсивности движения материала по рабочим органам машин для внесения удобрений.

6 ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

6.1 Программа и методика исследований.

6.2 Результаты экспериментальных лабораторных исследований.

6.2.1 Закономерности распределения удобрений из струи машины с триммерным рабочим органом.

6.2.2 Закономерности распределения удобрений в секторе рассева и по ширине захвата.

6.2.3 Закономерности распределение удобрений по ширине захвата при боковом наклоне машины.

6.2.4 Закономерности распределение удобрений по ширине захвата при продольном наклоне машины

6.3 Результаты полевых испытаний

6.4 Технико-экономические показатели.

Актуальность проблемы. Основными проблемами, стоящими перед производителями техники для внесения удобрений, являются снижение неравномерности разбрасывания удобрений, приводящей к недобору урожая и существенному перерасходу удобрений, обеспечение внесения оптимальных доз удобрений в соответствии с потребностью в них растений и максимальное уменьшение ущерба, наносимого окружающей среде. Для российских производителей машин для внесения твердых минеральных удобрений наряду с этими проблемами существует целый ряд актуальных вопросов, требующих разрешения. Среди них: слабая защищенность машин от коррозионного воздействия минеральных удобрений, предопределяющая срок их эксплуатации ниже нормативного на 50 %; разрушение гранул удобрений (17.23 %) лопатками распределяющего рабочего органа центробежного типа, что приводит к уменьшению ширины захвата и увеличению неравномерности распределения удобрений; отсутствие в конструкциях машин ветрозащитных устройств, приводящих к высокой неравномерности внесения удобрений в ветреную погоду; отсутствие в конструкциях рабочих органов устройств для углового смещения лопаток центробежных разбрасывателей (уменьшает ширину захвата и увеличивает неравномерность внесения удобрений); отсутствие электронных систем контроля и управления нормой расхода вносимых минеральных удобрений, что не позволяет осуществлять дифференцированное внесение удобрений в соответствии с содержанием их в почве и потребностями растений и др.

Анализ работы машин для внесения удобрений показывает, что процесс внесения удобрений обеспечивается дозирующими, распределяющими и рассеивающими рабочими органами. Наиболее изучено влияние конструктивных параметров и режимов работы центробежных дисков на неравномерность внесения удобрений, а по влиянию на этот параметр дозирующих и распределяющих элементов туковысевающих систем данных сравнительно мало.

Равномерному распределению удобрений препятствуют как случайные, так и детерминированные причины. К наиболее существенным случайным причинам относятся колебания агрегата над экраном и снос распыленной среды ветром.

Исследования распределения удобрений в секторе рассева и по ширине захвата носят частный случай, представляющий замкнутый «кольцевой узор» «полудиск», интенсивность осаждения материала которых в продольном сечении струи либо подчиняется закону нормального распределения, либо сохраняет некоторое постоянное значение. В действительности распределение материала по ширине происходит по более сложным закономерностям, чем в вышеуказанных случаях. Для упрощения изучения и получения качественных показателей распределения по сектору и ширине захвата сложных закономерностей интенсивности осаждения материала в продольном сечении можно заменить суммой простых геометрических эпюр типичных моделей распределения .Ниже даются классификация моделей распределения материала, основы теории и расчета качественных показателей распределения на примере дискового центробежного и триммерного рабочих органов.

Актуальность выбранного научно-практического направления исследования также подтверждается соответствием данной темы разделу федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ («Разработать научные основы развития системы технолго-технического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения, формирование эффективного инженерно-технического сервиса в условиях рыночной экономики»), а также тематическому плану Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001-2005 гг.

Цель работы. Установление закономерностей распределения материала по ширине захвата машины методами математического моделирования, определить пути повышения качества распределения по ширине захвата.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1 С позиций комплексного подхода провести анализ существующих методов и технических средств поверхностного внесения удобрений и разработать классификацию закономерностей распределения частиц материала по поверхности почвы, реализация которых обеспечит повышение качества рассева.

2 На основе системного подхода разработать концепцию повышения качества распределения за счет новых способов рассева.

3 Разработать теорию и обосновать технологические и конструктивные параметры машины с триммерным рабочим органом.

4 Разработать теорию и обосновать параметры машины с дисковыми центробежными рабочими органами.

5 Разработать теорию по определению углов вылета, дальности полета частиц при работе машины на склонах местности и устройство для определения углов вылета.

6 Осуществить экспериментальную проверку результатов аналитических исследований.

7 Провести проверку разработанных методов и технических средств в производственных условиях предприятий и оценить их технико-экономическую эффективность.

Объект исследований. В качестве основного объекта исследований принят технологический процесс поверхностного внесения минеральных удобрений и мелиорантов.

Предмет исследования. Закономерности плотности распределения частиц удобрения из струи.

Методы оптимизации конструкционных параметров и режимов работы технических систем, средств, применяемых в растениеводстве и их модели.

Методы исследования. В процессе выполнения работы осуществлялся системный подход к исследованию, включающий критический анализ научно-технической литературы и патентные исследования, теоретические исследования и моделирование процесса распределения материала, а также производственное опробование и внедрение.

Изучение и обобщение научной проблемы произведено на базе теорий распределения с применением научных положений теории оптимизации технологического процесса и конструктивных параметров машин.

Теоретическая часть исследований базируется на закономерностях земледельческой механики и смежных агробиологических наук. При этом также использовались положения дифференциальной и аналитической геометрии, методы теории подобия и физического моделирования.

Исследования технологического процесса рассева осуществлялось с применением общетеоретических положений прикладной математики с применением апробированных методов анализа и синтеза решений, применяемых для формирования структуры и параметров новых объектов, создаваемых на уровне изобретений.

Научная новизна положений работы, выносимых на защиту:

1. Закономерности распределения материала по ширине захвата машины, а также вдоль и поперек струи, в секторе рассева, позволяющие обеспечивать требуемое качество внесения удобрений и мелиорантов, на основе современных подходов механики и учета влияния параметров туконаправителя и лопаток.

2. Классификация закономерностей распределения материала поверхностного распределения удобрений.

3. Способы управления закономерностями распределения удобрений и мелиорантов вдоль и поперек струи, в секторе рассева.

4. Метод расчета интенсивности оседания материала по ширине захвата на основе современных достижений науки с учетом влияния параметров рабочих органов.

5. Математические модели, обеспечивающие создание оптимальных сочетаний закономерностей распределения сыпучих материалов.

6. Закономерности изменения углов вылета частиц удобрений с рабочего органа, необходимые при определении дальности полета частиц с учетом влияния наклона машины, а также прибор для определения углов вылета струи (Патент №2237398).

7. Технические средства и способ для реализации управления закономерностями распределения сыпучих материалов: два типа машин, способ рассева удобрений и мелиорантов (Патент № 2229785) и (Патент № 2236776 ).

Научная значимость и новизна основных положений работы подтверждена получением 3 патентов на изобретения и способ, а также публикациями, обладающими приоритетом в постановке и решении рассматриваемых проблем.

Практическая значимость работы. Решена важная народнохозяйственная задача, позволяющая обеспечивать требуемое качество распределения удобрений и мелиорантов по ширине захвата машины на основе управления закономерностями распределения вдоль и поперек струи, в секторе рассева.

Предложенные теоретически обоснованные и практически подтвержденные решения позволяют избавиться от длительного дорогостоящего пути теоретических и экспериментальных исследований при разработке машин для поверхностного распределения материала.

Классификация закономерностей поверхностного распределения материала является научно-технической базой для совершенствования существующих и создания принципиально новых схем машин, обладающих заданными свойствами по качеству распределения, удовлетворяющих современным требованиям Агро-промышленного комплекса и обеспечивает оптимальное проектирование и выбор существующих конструкций машин для поверхностного внесения.

Исследования позволили обеспечить более равномерное распределение материала по поверхности поля, в результате чего получен ежегодный дополнительный сбор урожая зерновых культур в Республике Татарстан в размере 270000 тонн. Даже при неблагоприятных погодных условиях последних трех лет в 18 различных по климатическим условиям районах Республики Татарстан прибавка урожая составила от 6 до 12,8 % в зависимости от вида и сорта культуры.

Каждый рубль, затраченный на внесение мелиорантов, окупается в виде прибавки урожая в размере 3-4 рубля.

Снижается отрицательное действие минеральных удобрений на окружающую среду; в среднем на 15,2 %;

Улучшается качество получаемой продукции за счет снижения предельно допустимых норм содержания компонентов агрохимикатов;

Прибор для определения углов вылета частиц с рабочего органа при наклонах позволяет получить существенную экономию времени, в десятки раз, по сравнению с расчетным методом.

Основные положения, выносимые на защиту:

Закономерности плотности распределения материала в секторе рассева.

Классификация поверхностного распределения материала и их моделей.

Способы управления закономерностями плотности распределения рассева сыпучих материалов.

Разработка теории и обоснование параметров машины с триммерным рабочим органом.

Разработка теории и обоснование параметров машины с центробежным диском и комбинированной лопаткой.

Разработка теории и устройства для определения углов вылета струи к горизонту.

Результаты лабораторных и полевых исследований.

Достоверность основных положений и научных выводов подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями, производственными испытаниями, а также практическим использованием научно-технических разработок и рекомендаций в течение длительного времени (1967.2004гг.).

Апробация. Результаты проведенных НИР и отдельные положения настоящей работы докладывались, были обсуждены и одобрены: на Международной научно-технической конференции по теории механизмов и машин (Казань, 2003 г.); на Первом Всесоюзном научно-техническом совещании по механизации процессов применения удобрений в сельском хозяйстве (Минск, 1971 г.); на научных конференциях: Всесоюзного научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства (ВИМ) (Москва, 1967-1972), Казанской ГСХА (Казань, 1967.2004 гг.); Челябинского ГАУ (Челябинск, 1970, 1992, 2002 гг.); Техническом Совете МСХ и П Республики Татарстан (Казань, 2005 г.); на заводе «Башсельмаш-Агро» (Нефтекамск, 2004 г.); Вятской ГСХА (Киров, 2004г.); Марийском ГУ (Йошкар-Ола, 2003 г.); НИИСХ Северо-Востока им. Н.В.Рудницкого (Киров, 2005 г.); Татарском ИПКА (Казань, 2002 г.); Ульяновской ГСХА (Ульяновск, 2004 г.); Чувашской ГСХА (Чебоксары, 2004 г.)

Полное содержание диссертации обсуждалось на расширенном заседании кафедры «Почвообрабатывающие и посевные машины» Челябинского государственного агроинженерного университета (Челябинск, ЧГАУ, 2002 г.), «Сельскохозяйственные машины» Казанской государственной сельскохозяйственной академии (Казань, 2002 г.).

Научные исследования проводились лично автором в 1967.2004 гг.

Публикации. Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, внедрение разработок в производство по теме диссертации и ее основные положения нашли отражение в 40 публикациях, в числе которых: 2 монографии , 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 3 патента на способ и изобретения (№ 2236776, № 2229785, № 2237398); статья в книге 100-лет механизму Беннетта Международной научно-технической конференции по теории механизмов и машин. (Казань, 2004 г.), статья в сборнике Первого Всесоюзного научно-технического совещания по Механизации процессов применения удобрений в сельском хозяйстве. (Минск, 1970 г.), статьи в трудах: ВИМа, Казанской ГСХА, Горьковской ГСХА,

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений Она изложена на 300 страницах основного текста, включает 66 рисунков , 14 таблиц и списка использованной литературы из 182 наименований.

И. Результаты работы используются на заводе «Башсельмаш-Агро», «Татсельхозтехнике», в Всероссийском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства (ВИМ) при разработке перспективных технологий и технических средств для дифференцированного внесения удобрений, а также в учебном процессе в 7 вузах агроинженерного профиля Поволжья и Урала: Челябинском ГАУ, Казанской ГСХА, Татарском ИПКА, Вятской ГСХА, Марийском ГУ, Ульяновской ГСХА, Чувашской ГСХА.

12. Экономический эффект от применения одной машины при годовой загрузке 840 га на зерновых культурах составляет в среднем по 440 тыс рублей.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью сокращения затрат времени и материальных средств при проектировании, изготовлении и испытании центробежных распределительных устройств с наперед заданными свойствами использовать разработанную классификацию моделей и методику расчетов рабочих органов.

2. Снабжать комплектом сменных лопаток и дисков центробежные машины, обеспечивающие более качественное распределение материала по ширине в зависимости от свойств удобрений, скорости ветра, уклонов местности.

3. Считать перспективными триммеры с принудительным колебательным движением выбрасываемой струи в секторе рассева, обеспечивающие качественное распределение удобрений и уменьшающие ущерб, наносимый окружающей среде от неравномерного внесения на поверхности, и менее чувствительные к наклону при работе на пересеченной местности.

1. Абазов, З.М. Машина для внесения гранулированных удобрений / З.М. Абазов, А.И. Касаманский, З.И. Алекберов, и др. // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1981. - №2. - С. 33.

2. Абдуллин, Ю.А Переоборудование разбрасывателя 1РМГ-4 на высокий дорожный просвет / Ю.А.Абдуллин // Журн. Техника в сельском хозяйстве. -1986. №2 - С.50.

3. Адамчук, В.В. Теоретические исследования внесения минеральных удобрений пневмоцентробежными рабочими органами / В.В. Адамчук // Журн. Техника в сельском хозяйстве. -1985. №5 - С. 22.

4. Анискин, В. И. Ученые селу. / В. И. Анискин, Н. М. Антышев, В. П. Елизаров // Журн. Сельский механизатор. - 2000. -N 1. - С.13.

5. Александров, В.И., Испытания маятникового разбрасывателя «Пентон» / В.И.Александров, С.Н. Никулин // Журн. Тракторы и сельхозмашины. 1967. -N4.-C.

6. Артоболевский, И.И Теория механизмов и машин / И.И. Артоболевский. М.: Наука, 1975. — 638 с.

7. Баранов, Г.Г. Курс теории механизмов и машин / Г.Г. Баранов. -Машгиз, М., 1950.-488 с.

8. Баранов, И.Б. Физико-механические свойства туков / И.Б. Баранов // Журн. Химическая промышленность. 1935. - N 2.

9. Белинский, A.B. Технологии и технические средства механизации рассева сыпучих материалов / A.B. Белинский // Казань, Школа, 2004 200 с.

10. Белинский, A.B. Исследование шарнирно-рычажных механизмов в устройствах для внесения удобрений./ 100 лет механизму Беннета. Материалы международной конференции по теории механизмов и машин / A.B. Белинский // Казань: Школа. 2004. - с.68-75.

11. Белинский, A.B. Машина для рассева удобрений в закрытых парниках / A.B. Белинский // Журн. Картофель и овощи. 2005. - № 1. - с.

12. Белинский, A.B. Машина для рассева / A.B. Белинский // Журн. Сельский механизатор. 2005. № 1. - с.25.

13. Белинский, A.B. Обоснование перекрытия при внесении удобрений и известковании почв / A.B. Белинский // Журн. Сахарная свекла. 2004. № 10. -с.17-18.

14. Белинский, A.B., М. Интенсификация рабочих процессов мобильных сельхозмашин / A.B. Белинский, М.А.Милюкова // Журн. Тракторы и сельхозмашины. 2000. № 9. - с.34-35.

15. Белинский, A.B. К вопросу исследования комбинированной лопатки центробежного разбрасывателя / A.B. Белинский, A.M. Биккинин A.M. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004, № 1. с.5-8.

16. Белинский, A.B. Методические рекомендации по повышению качества распределения минеральных удобрений /A.B. Белинский //- М.: ВИМ,1992- 95 с.

17. Белинский, A.B. Влияние продольного наклона разбрасывателя на качество распределения по ширине / A.B. Белинский, И.И. Сафин // Журн.Тракторы и сельскохозяйственные машины.2005,№ 2, С. 19-22.

18. Беляев, Д.М. Разбрасыватели минеральных удобрений /Д.М. Беляев, М.П.Сергеев, А.Н. Репетов.-М.: БТИ 1963- 8 с.

19. Бледных, В.В. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах / В.В. Бледных // ЧИМЭСХ Челябинск: 1970.- 109 с.

20. Блокнот агитатора. Издательство республиканских газет и журналов.-1964.-№3.

21. Богомягких, В.А. К определению места подачи туков на разбрасывающий диск / В.А Богомягких, И.И. Борцов // Кн.: Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства: Труды ВНИИМЭСХ. -Зерноград: 1970.- вып. 13,

22. Буренко, И.А. Экспериментально-теоретическое обоснование параметров пневмоцентробежного туковысевающего аппарата: Дисс.канд. техн. наук: И.А. Буренко, М.: - 1968. - С.

23. Ванеев, И. Всем комплексом агротехники / И. Ванеев // Журн. Степные просторы. 1970. - N 3. - С.29-30.

24. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В Веденяпин- М.: «Колос», 1967. — 159 с.

25. Верховский, В.М. Механизация внесения удобрений / В.М. Верховский, В.П. Поляченко. М.: 1965.

26. Вожин, Ю.Г. Повысить эффективность техники для внесения минеральных удобрений / Ю.Г. Вожин // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1984. - №4 - С.12

27. Волков, В. А. Приближенный расчет траектории движения тела с учетом сопротивления среды / В. А. Волков // Труды ВИСХОМ 1959. -вып.24.

28. Волосняков, С. И. Обоснование формы ветрозащитного устройства центробежного разбрасывателя / С. И. Волосняков // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.-1969.-№1- С.21.

29. Волосняков, С. И. Разбрасывание сыпучих материалов ротационными поверхностями / С. И. Волосняков // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 1969.- №6 С.24-25.

30. Ворошень, М.П Модернизированная машина для внесения удобрений / М.П Ворошень // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1988 - №4-С.31

31. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. / М. Я. Выгодский М.: Наука, 1975.- 871с.

32. Вялков, В.И Широкозахватный агрегат для поверхностного внесения минеральных удобрений / В.И Вялков // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1988 - №7 - С.15.

33. Гареев, P.P. Биологизация земледелия важный фактор интенсификации сельского хозяйства / Р.Р.Гареев. НППЖ «Нива Татарстана»-1999.-N 1.-С.9-12.

34. Гончарова, JI.H. Центробежный разбрасыватель с планетарным приводом / JI.H. Гончарова / Журн. Техника в сельском хозяйстве. -1981- №3 -С.56

35. ГОСТ 28714-90 Машины для внесения твердых минеральных удобрений. Методы испытаний.- М.: 1991. - 18с.

36. Данцигер, И.Г. Новые машины для нечерноземной зоны РСФСР / И.Г. Данцигер, М.Г. Ефимова // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1985 -№10 -с.

37. Действие на урожай неравномерного распределения туков // Вестник сельскохозяйственной науки. 1970. - N 1.

38. Демидович, Б.П. и др. Численные методы анализа / Б.П.Демидович и др. -М.: Изд-во «Наука», - 1967.

39. Догановский, М.Г. К определению параметров роторных разбрасывающих механизмов / М.Г. Догановский, В.В. Рядных // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. -1965. -N4.-С.8-11.

40. Довгоший, И.В. Защита деталей гидроагрегатов от физико-химического воздействия минеральных удобрений / И.В Довгоший, А М Кадиров // Журн. Техника в сельском хозяйстве. -1985. -№11-е.

41. Довгоший, И.В. Машина РУМ-5 для внесения в почву минеральных удобрений / И.В.Довгоший, А М Кадиров // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1982. - №9 - с.

42. Завалишин, Ф.С. Основы расчета механизированных процессов в растениеводстве / Ф.С. Завалишин, М.: Колос, 1973. - 319 с.

43. Завалишин, Ф.С. Оптимальные параметры разбрасывателей удобрений / Ф.С. Завалишин // Труды Казанского СХИ -, 1961. вып. 45.

44. Залеский, Ю.М. Исследование широкозахватного рабочего органа разбрасывателя минеральных удобрений: Автореф. Дисс. канд. техн. наук: / Ю.М Залеский. Харьков, 1970. - 26 с.

45. Захаров, В.Н. Резервы повышения урожайности зерновых в Нечерноземной зоне / Захаров, В.Н М.: Россельхозиздат, 1984. - 71 с.

46. Зенков, Р. Л. Механика насыпных грузов / Р.Л. Зенков // М. -Машиностроение, 1964.

47. Сендряков, И.Ф. Приспособление к разбрасывателям / И.Ф. Сендряков // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства -1988-№2 С.12

48. Зиязетдинов, Р.Ф. Новая технология внесения минеральных удобрений / Р.Ф. Зиязетдинов, С.Г. Гиззатуллин // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1985. - №4 - С.55.

49. Зуев, Н.Д. Машина РУМ-5-03 для равномерного рассева минеральных удобрений / Н.Д Зуев, В.А. Рудобашта, В.А. Шмонон и др. // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1986 - №1 - С.34.

50. Исследование процесса распределения минеральных удобрений центробежными дисковыми аппаратами / Материалы к научной конференции, посвященной 50-летию Великой Октябрьской революции. Краснодар, 1967. -вып.З.

51. Интенсивность //Б.С.Э.-3-е изд. -М.: 1972.-Т. -С.

52. Иофинов, А.П. Моделирование технологических процессов сельскохозяйственных машин / А.П. Иофинов, Э.В Хангильдин Уфа: - 1978. - 47 с.

53. Каплан, И.Г. Пути повышения равномерности распределения удобрений разбрасывателями / И.Г. Каплан, С.И. Назаров Труды ЦНИИМЭСХ. Минск: - 1969. - Т. 7.

54. Капустин, Ю.А. Определение нормы внесения и рабочей ширины разбрасывания минеральных удобрений в полевых условиях / Ю.А. Капустин,

55. B.Т Тозик // Журн. Техника в сельском хозяйстве. -1982. №4 - С. 13.

56. Кацигадзе, Д.В. Новая технология хранения и выгрузки минеральных удобрений / Д.В Кацигадзе., О.Е Бабунидзе., В.Ш Нарсия // Журнал. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1991. - №111. C.8.

57. Каюшников, Ф.В. Повышение качества внесения удобрений центробежными разбрасывателями / Ф.В Каюшников, В.А Сосихин // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1984. - №6 - С.

58. Каюшников, Ю.П. Применение пневматического высева в машинах для внесения удобрений / Ю.П Каюшников, В.А., Шмонин, И. Д Бурдюжин // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1980. - №8 -С.52.

59. Клочков, A.B. Сельхозмашины в выставке Агрокомплекс-86 / A.B. Клочков // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1987. - №1. - С.

60. Коган, И .Я. Ленточные конвейеры в гидротехническом строительстве / И.Я. Коган, Е.В. Козловский М.: Машгиз. - 1953. - 240 с.

61. Кормщиков, А.Д. Техника и технология для склоновых земель. Теория, технологический расчет, развитие / А.Д. Кормщиков -Киров: НИИСХ Северо-Востока,2003.-298с.

62. Козловский, Е.В. Средства определения качества внесения минеральных удобрений / Е.В Козловский, В.Т Тозик, Ю.А Капустин.,

63. B.А.Горанчаровский, Г.П. Зеленин, В.Г.Озеров // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1982. - №8 - С. 13.

64. Кондратьев, В.Н. Оборудование для разбрасывания удобрений / В.Н Кондратьев, С.Г.Кокин // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1980. - №1.1. C. 40.

65. Климов, О.Г. Разбрасыватель мульчи и удобрений / О.Г. Климов, А.Я.Ковалев//Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1985. - №5. - С.24.

66. Кругляков, M.JI. Результаты исследования физико-механических свойств минеральных удобрений и их рассеваемость. Материалы научно-технического совета / M.JI Кругляков, А.М.Щербаков, Х.М Черняк, М.Ф. Бурмистрова,- М.:-1964 вып.16.

67. Кругляков, M.JI. Рациональное питание центробежного аппарата удобрениями / M.JI Кругляков, В.И.Александров, Г.П. Потапов // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. -1970.-N1.-С. 17-19.

68. Кругляков, M.JI. Механизация подготовки и внесения удобрений / M.JI. Кругляков, A.M. Кругляков, М.: «Колос», - 1965. - 287 с.

69. Кушилкин, Б.А. Исследование центробежных разбрасывателей минеральных удобрений. / Б.А.Кушилкин // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.- 1966. N 4. - С. 1015.

70. Лептовский, Л. И. Пневмомеханический разбрасыватель минеральных удобрений / Л. И Лептовский // Журн. Техника в сельском хозяйсве. 1982. -№3. - С. 24.

71. Листопад, Г.Е.и др. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Г.Е.Листопад и др. М.: Агропромиздат, - 1986. - 688 с.

72. Личман, Г. И. Научно-технические решения проблемы повышения эффективности машинных технологий применения органических удобрений: Автореф. Дис.докт. техн. наук: 05.20.01 / Г. И. Личман., 1999.-54с.

73. Маневич Ш. С. Что говорят и о чем умалчивают данные опытов и наблюдений / Ш. С. Маневич // Казань, - 1968. - 78 с.

74. Марченко, Н.М. Совершенствование методики оценки показателей качества машин для внесения удобрений / Н.М. Марченко, Г.И.Личман, Б.П Черненков // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1984.- №8. С. 16.

75. Машины для внесения минеральных удобрений. М.: Информагротех, -1991.-17 с.

76. Машина для внесения минеральных удобрений МВУ-6. — М.: Информагротех, -1991. 17 с.

77. Механизация внесения минеральных удобрений в почву / Из опыта работы механизаторов Ставропольского и краснодарского края.- М.: БТИ. -1964.-12 с.

78. Механизация подготовки, транспортировки и внесения удобрений -М.:Россельхозиздат, 1965. - 320 с.

79. Милованов, А.П. Исследование «заклинивания» конвейеров -питателей машин для внесения удобрений / А.П Милованов // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1980. - №5. - с.

80. Минх, H.A. Машины для внесения удобрений в почву / H.A. Минх -М.: Сельхозгиз. 1954.-231 с.

81. Мирутко, В.В. Очистка машин для внесения минеральных удобрений / В.В. Мирутко, СЛ.Турецкий // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 1986- №10.- С. 33.

82. Мойсенко, В.К. Шнековые сеялки для внесения минеральных удобрений / В.К Мойсенко, В.В.Адамчук //Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 1982.- №8.- С. 60.

83. Морин, И.В. Некоторые закономерности распределения удобрений центробежными аппаратами / И.В Морин // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1967. - N 3. - С.29-31.

84. Назаров, С.И.и др. Основания к расчету машин для применения минеральных удобрений / С.И. Назаров // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1968. - N 5. - С. 18.

85. Назаров, С.И. О дальности полета частиц удобрений в сопротивляющейся среде / С. И. Назаров, И.В. Румянцев Труды ЦНИИМЭСХ. -Минск,- 1969.-Т.7.

86. Нефедов, Б.А. Конструктивные элементы туковысевающих систем и их влияние на неравномерность высева / Б.А.Нефедов, А.Н.Рогожкин, С.В.Балакирев // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1988. -N1.-С. 27-29.

87. Обыденшин, Н.В. Сокращать потребность в разбрасывателях удобрений / Н.В. Обыденшин, Г.И Ануфриева // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1982. - №6. - С. 41.

88. О Сергованцеве В.Т. // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1985, - N 5. — С. 11.

89. Орсик, Л.С. Техническая политика в агропромышленном комплексе / Л.С. Орсик // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2001.-Nl.-C.2-6.

90. Организация применения удобрений в США. М.: 1965. - 82 с.

91. Павловский, И.В. Основы проектирования машин для внесения удобрений в почву / И.В. Павловский М.: Машиностроение. - 1965. - 120 с.

92. Патент 1Ш 2237398 С2 МПК7 А 01 С 23/02 Е 21 В 47/02 Прибор для определения углов вылета струи к горизонту / А. В. Белинский, П. И. Макаров, И. А. Гайсин, (РФ).-№2002116975; Заявлено 25.06.2002; Опубл. 20.01.2004, Бюлл. №2.-6с.

93. Патент Ш 2229785 С2 МПК7 А 01 С 15/00 Е 01 С 19/20 Машина для рассева сыпучих материалов / А. В. Белинский, Р. Г. Нуруллин, (РФ).-№2002113194; Заявлено 25.05.2002; Опубл. 10.06.2004, Бюлл. №16.-16с.

94. Патент 1Ш 2236776 С2 МПК7 А 01 С 17/00 Способ поверхностного внесения сыпучих материалов и устройство для его осуществления / С. А. Шарипов, А. В. Белинский, Р. Г. Нуруллин (РФ).-№2002132001; Заявлено 27.11.2002; Опубл. 27.09.2004, Бюлл. №15.-28с.

95. Переверзев, В.Д. Исследование работы центробежного аппарата разбрасывателя минеральных удобрении: Автореф. Дисс.канд. техн. наук, / В.Д. Переверзев. Воронеж. - 1968. - 18 с.

96. Перепятко, Б.Т Плавность хода самоходной машины для внесения минеральных удобрений / Б.Т. Перепятко, Б.А. Грицык, J1.K. Невидомский, Н.И.Библюк // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1983. -№1.- с.

97. Петухов,H.A. Взаимодействие транспортных средств разбрасывателей при внесении удобрений / H.A. Петухов // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1980. - №2. - С. 11.

98. Петров,H.A. Взаимодействие транспортных средств и разбрасывателей при внесении удобрений / H.A. Петров // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1982. - №9. - С. 22.

99. Песков, Ю.А.и др. Зерноуборочные комбайны Дон / Ю.А. Песков-М.: Агропромиздат. 1986. - 333 с.

100. Перышкин, A.B. Физика / A.B. Перышкин, H.A. Родина / М.: Просвещение, 1993. с.

101. Пестров, Н.Е. Физико-механические свойства зернистых и порошковидных химических продуктов / Н.Е. Пестров. Изд-во АН СССР. -1947.

102. Пикузо, И.Ф. Теоретические основы новых методов сепарирования. Аэродинамика и баллистика зерновых установок. Ученые записки Казанского ГВИИ. И.Ф. Пикузо / Йошкар-Ола, - 1957. - Т.69.

103. Половцев, E.J1. Механизация припосевного внесения основной дозы удобрений / ЕЛ. Половцев // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1989. - №5. - С. 20.

104. Половцев,ЕЛ. Механизация работ по повышению плодородия почв / Е.Л.Половцев-М.: Росагропромиздат, 1988. - 256 с.

105. Прокопенко, Д.П. Рабочий орган для внесения удобрений / Д.П. Прокопенко, Ю.Н. Яцышин, Л.И. Сажко // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины, -1981.- №6.- С. 20.

106. Пронько, Л.Ю. Самоходная машна для внесения минеральных удобрений / Л.Ю. Пронько, Н.И. Хома // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1984. - №4. - С.ЗЗ.

107. Протоколы N 26-68 и 23-66 Северо-Кавказской МИС.

108. Протокол N 39-70 ЦМИС, г.Солнечногорск.

109. Прохоров, A.M. БЭС.-М.:Советская энциклопедия. 1991. Т.1. - с.

110. Пустыльник, Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений / Е.И. Пустыльник М.: Наука, - 1968. - 288 с.

111. Репетов, А.Н. Рациональный выбор типа разбрасывателей минеральных удобений / А.Н. Репетов // Журн. Техника в сельском хозяйстве.-1986.-№4-С. 26.

112. Репетов, А.Н. Геометрический способ выбора агрегата для внесения минеральных удобрений / А.Н. Репетов, О.М. Лепшеев //Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1999. - №2. - с.

113. Репетов, А.Н. Машина для внесения минеральных удобрений / А.Н. Репетов, О.М. Лепшеев // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. -1997. №8. - с.

114. Репетов, А.Н Низкорамная машина для внесения минеральных удобрений / А.Н.Репетов,О.М.Лентяев // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1996. - №11. - С.8.

115. Решетников, Д.В. Разбрасыватель удобрений / Д.В. Решетников // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1981. - №1. - С. 61.

116. Румянцев, И.В. Исследование и обоснование рациональных параметров тукораспределяющих центробежных дисковых рабочих органов: Автореф. Дис.канд .техн. наук / И.В Румянцев, Минск, 1969. 24 с.

117. Рычков, В.А. Выбор параметров ковшового элеватора для минеральных удобрений / В.А. Рычков // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1984. - №8. - С.20.

118. Рядных,В-В. О качестве распределения удобрений роторными разбрасывателями / В.В. Рядных // Журн.Тракторы и сельхозмашины.-1965.- N 10.-С.27-29.

119. Сабликов, М.В. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос. - 1968. - ч. I -343 е., ч.П - 296 с.

120. Савельев, Г.С. Анализ энергозатрат на внутрипочвенное внесение удобрений / Г.С. Савельев // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1989. - №2.- С. 16.

121. Савельев, Г.С. Оптимизация технологической емкости машин для внесения удобрений / Г.С. Савельев, Е.Т. Кауров // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства.-1985. №7. - С.27.

122. Савин, И.Г. Интенсивность и экономичность эксплуатации машинно-тракторного парка / И.Г.Савин // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2001. - N 3. - С.

123. Сборник отраслевых нормалей по эксплуатационной и экономической оценке сельскохозяйственных машин при государственных испытаниях. -М.: В.О. «Сельхозтехника», 1967.

124. Сельскохозяйственная техника для интенсивных технологий в растениеводстве /Каталог, М.: АгроНИИТЭИИТО, - 1988.-288 е.

125. Сендряков, И.Ф. Методика и техника проведения опытов по изучению влияния неравномерности внесения удобрений на урожай / И.Ф. Сендряков // Журн. Химия и сельское хозяйство 1970. - N 8. - С. 28-33.

126. Сендряков, И.Ф. Рационализация внесения минеральных удобрений / И.Ф. Сендряков // Журн. Техника в сельском хозяйстве -1982. №3. - С. 6.

127. Сендряков, И.Ф. Повысить качество внесения минеральных удобрений / И.Ф. Сендряков, Б.А. Главацкий // Журн. Техника в сельском хозяйстве.- 1985.- №5.- С. 24.

128. Скользаев, В.А. Влияние наклонов кузовных машин на качество распределения удобрений / В сб. Механизация приготовления и внесенияорганических и минеральных удобрений // В.А. Скользаев, Губарев Е.А.-Зерноград: 1984.

129. Скользаев, В.А. Элементы теории распределения удобрений дисковым центробежным аппаратом / В.А Скользаев, В.А. Черноволов // Журн.Тракторы и сельхозмашины.- 1969. N 2. - С.27-29.

130. Сметнев, С.Д. Машина для поверхностного внесения удобрений / С.Д. Сметнев, В.М. Шалягин, Б.П. Черников // Журн. Техника в сельском хозяйстве.- 1984 -№1.-С. 56.

131. Соболев, С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьбы с ними / С.С. Соболев М.: Изд-во АН СССР, 1960.-Т. 2.-248 с.

132. Солодухин, Г.П. Повысить равномерность внесение минеральных удобрений / Г.П. Солодухин, B.C. Сергеев // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1980,. - №2. - С. 13.

133. Сорокин, В.К. Датчики систем контроля и управления машин для внесения удобрений / В.К. Сорокин // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1990, - №9. - с.

134. Степук, Л.Я. Новые машины для внутрипочвенного внесения минеральных удобрений / Л.Я. Степук, И.В. Барановский, В.Ю. Томкунас // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1999. - №9. - С. 15.

135. Степук, Л.Я. Устройство к машине 1РМГ-4Б / Л.Я. Степук, Е.Н. Михасенок, Д.Ф. Кольга // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1985. - №5. -С. 58.

136. Степук, Л.Я. Штанговый распределитель минеральных удобрений / Л.Я.Степук, Е.Н.Михасенок // Журн Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1989.- №4.- С. 29

137. Сысолин, П.В. Физико-механические свойства туков и их влияние на работоспособность туковысевающих аппаратов свободного высева.

138. Материалы научно-технического освещения / П.В. Сысолин- М.: 1964. -Вып. 16.

139. Тарасов, И.П. Ленточные конвейеры / И.П.Тарасов // М. Машгиз, -1963.

140. Турбин Б.Г. Сельскохозяйственные машины. Теория, конструкция и расчет / Б.Г.Турбин // M.-JL: Машгиз, - 1963. - 575 с.

141. Тимонинов, Н.П. Дозирование минеральных добавок / Н.П. Тимонинов, Н.Т. Малынин // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1989,. - №9. - С.31.

142. Тыльный, С.А. Теоретическое и экспериментальное исследование работы центробежных метательных аппаратов минеральных удобрений с вертикальной осью вращения: Автореф. Дис.канд. техн. наук / С.А. Тыльный .-М., 1970.

143. Тыльный, С. А. Геометрическое моделирование процесса разбрасывания частиц плоским диском / С.А. Тыльный // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.-1968. N 7 - С.49-50.

144. Федоров, В.Н Повышение долговечности машины для внесения минеральных удобрений путем применения биметалла / В. Н. Федоров, В.А. Шмонин, Ю.В. Хоменко, А.П. Горленко, Ю.А. Конон // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1984. - №9.- с.

145. Федосеев, И.А. О приготовлении и внесении смеси минеральных удобрений / И.А.Федосеев, И.С.Гузев // Журн. Тракторы и сельхозмашины. -1968. N 7. - С.36-37.

146. Фортуна, В.И. Эксплуатация машинно-тракторного парка / В.И. Фортуна-М.: Колос, 1979.-375 с.

147. Хабатов, Р.Ш. Влияние неравномерности распределения удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур / Р.Ш. Хабатов // Кн. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: «Инфра-М», -1999.- С. 132

148. Хабенский, Б.М. Математическая модель распределения удобрений / Б.М. Хабенский, С.И. Рудченко // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1987. -№7. - С. 15

149. Хоменко, М.С. Элементы теории рассева минеральных удобрений центробежными аппаратами / М.С.Хоменко // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.-1960. N 4. - С.28-31.

150. Хоменко, М.С. Исследование технологического процесса рассева минеральных удобрений центробежными разбрасывателями / М.С.Хоменко // Журн. Тракторы и сельхозмашины. 1960. - N 9. — С.31-33.

151. Черников, Б.П. Эффективное использование машин для внесения удобрений / Б.П. Черников // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1998. - №5. - с.

152. Черников, Б.П. Повысить качество внесения минеральных удобрений / Б.П. Черников, JÏ.A. Щемелинский // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1983. - №3. - С. 25.

153. Черников, В.А Агроэкология / В.А. Черников, P.M. Алексахин, A.B. Голубев // М.: Колос, - 2000. - 536 с.

154. Черноволов, В.А. Моделирование распределения поливной воды струйным аппаратом / В.А.Черноволов, А.А.Бондарев. // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства.-2000. N 7. - С.21-23.

155. Черноволов, В.А. Проблемы совершенствования машин для внесения минеральных удобрений / В.А. Черноволов // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2000, N 5.- С.18-19.

156. Четверня, В.Н. Технологический процесс работы роторных разбрасывателей минеральных удобрений / В.Н.Четверня. // Журн. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. -1966. N 10. — С.18-20.

157. Шарин, В.А. Развитие способов внесения удобрений и структура парка машин / В.А. Шарин, Б.А. Нефедов, Ю.П. Каюшников // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1987. - №7. - С.6.

158. Шершабов, И.В. Равномерность распределения материала при работе распылителей. / И.В. Шершабов, И.И.Косенко // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1985. - N 7. - С.30-31.

159. Шихов, Н.И. Контроль качества работы машин по внесению твердых минеральных удобрений / Н.И. Шихов, Ю.А. Капустин, Э.А. Шакирова // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1986.-№8.- С.38.

160. Шмонин, В.А. Машина для внесения удобрений и мелиорантов -залог повышения урожайности / В.А. Шмонин // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1998. - №11. - С.

161. Шмонин, В.А. Эффективность использования машин для внесения в почву минеральных удобрений и мелиорантов / В.А. Шмонин, В.М. Сенюшов, В.Г. Кизюм // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1991. -№10. - С.

162. Шпилев, Ю.А. Локально-ленточное внесение минеральных удобрений / Ю.А. Шпилев, Б.А. Нефедов // Журн. Техника в сельском хозяйстве.- 1986. №4.- С. 19.

163. Шульга, И.Ф. Саморазгружающийся агрегат для внесения минеральных удобрений / И.Ф. Шульга, П.М. Барановский // Журн. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1991. - №4. - С. 60.

164. Щербаков, A.M. Коэффициенты внешнего и внутреннего трения минеральных удобрений / А.М.Щербаков // Журн. Механизация иэлектрификация социалистического сельского хозяйства.-1965.-N 55 С.47-49.

165. Щербаков, A.M. Механизация внесения удобрений / A.M. Щербаков, Х.М. Черняк М.: ЦБТИ, 1963. - 85 с.

166. Экономика зернового хозяйства. М.: Колос, 1970. - 439 с.

167. Якимов, Ю.И. Модернизация разбрасывателей минеральных удобрений МВУ-5 и МВУ-5А / Ю.И. Якимов, Н.И. Волошин, А. П. Карабаницкий, A.M. Кадиров, Е.А. Кравец, Ю.В. Хоменко // Журн. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1990. - №7. - с.

168. Якимов, Ю.И. Совершенствование работы разбрасывателя 1РМГ-4 / Ю.И. Якимов, А.П. Карабаницкй, Н.И. Волошин, А.Р. Афанасьев // Журн. Техника в сельском хозяйстве. 1982. - №4. - С.ЗЗ.

169. Бель К. Internationale Entwicklungstendenzen bei grosvolunigen Dungerstreuen / К. Бель . Dt. Agratechnik,- 1969 - 19.

170. Енсен, Д. Снижение эффективности удобрений в результате неравномерного пространственного распределения их в почве /Д. Енсен , Дж.Песек «Soilsciene society of America proselding», США. - 1962. - Т.26, № 2.

171. И .Лист. Механизация работ в горных и холмистых районах (чешек.) /.Лист И. Mechan. Zemed.,- 1968. - 18.

172. Машины для внесения твердых минеральных удобрений фирмы «SULKY BUREL» /Франция /.- М.: ФГНУ, РОСИНФОРМАГРОТЕХ,- 2000.12 с.

173. Паттерсон, Д.Е. Влияние уклона на распределение удобрений туковой сеялкой / Д.Е. Паттерсон J. Agrie. Engng. Res., - 1964,. - N 2. - V. 2.

174. Прумель, И. Равномерность распределения минеральных удобрений при применении туковых сеялок трех различных типов. Значение для урожая сельскохозяйственных культур / И.Прумель, П.Датема -«Landbowmechanisaatie» Нидерланды, 1962. - N 9. - Т. 13.

175. Система очистки ТРИ-Д фирмы KJIAAC: Ощутимое снижение потерь при работе на склоне / В проспекте-рекламе Зерноуборочный комбайн Доминатор 68S.- г.Харзенвинкель. ФРГ, 2000. - С. 12-13.

176. Холманн,В. Исследование центробежного разбрасывателя удобрений / В.Холманн, А. Матев. «Landtechn. Forschung». (ФРГ), - 1962. - Bd. 12, N 6.

177. Яник, Й. Система технического обслуживания сельскохозяйственных машин /Й. Яник, Н.Ремшей. -М.: Колос, 1984. - 374 с.