автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технологический процесс и технические средства многоструйного вибрационного высева семян сельскохозяйственных культур

На правах рукописи

Вишняков Андрей Анатольевич

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МНОГОСТРУЙНОГО ВИБРАЦИОННОГО ВЫСЕВА СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.20.01 — Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Красноярск - 2006

Работа выполнена аграрный университет»

в

ФГОУ ВПО «Красноярский государственный

Научный консультант

■ доктор технических наук, профессор, Халанский Валентин Михайлович

Официальные оппоненты:

■ доктор технических наук, доцент Чепелев Николай Иванович

- доктор технических наук, профессор, Семенов Владимир Филимонович

- доктор технических наук, профессор Лобачевский Яков Петрович

Ведущая организация Научно-исследовательский институт

сельскохозяйственного машиностроения им. В.П. Горячкина (ОАО «ВИСХОМ»)

Защита состоится « 01 » июня 2006 г. в 9 часов на заседании регионального диссертационного совета ДМ 220.037.01 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира 90.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета < БастронА.В.

Актуальность проблемы. Для нормального функционирования всех отраслей аграрного сектора страны и удовлетворения потребностей населения собственными продуктами питания, а промышленность сырьем, необходимо ежегодно производить на душу населения около 1 тонны зерна. В связи с этим перед АПК стоит задача довести в ближайшее время валовые сборы зерна до 130... 150 миллионов тонн, при одновременном снижении его себестоимости. Решение этой проблемы должно осуществляться по многим направлениям, обеспечивающим повышения урожайности сельскохозяйственных культур. С технической стороны необходимо использовать энерго- и ресурсосберегающие технологии, универсальные технические средства, обеспечивающие высокое качество работ на всех операциях при возделывании этих культур, в том числе и при посеве.

Конструкции машин нового поколения разрабатываются с учетом требований многофункциональности, энерго- и ресурсосбережений, а компоновочные схемы этих машин должны соответствовать блочно-модульному принципу их функционирования. Для работы многофункциональных машин в варианте универсальных сеялок существующие высевающие аппараты мало приспособлены и требуют замены.

Одним из перспективных направлений в решении данной задачи является разработка технологического процесса многоструйного вибрационного высева семян с.-х. культур с использованием высевающих аппаратов, рабочие процессы которых основаны на формировании потока семян путем сочетания свободного и вынужденного их истечения за счет низкочастотных колебаний слоя семян высевающими устройствами различного конструктивного исполнения. Эти аппараты белее универсальны, по сравнению с существующими, позволяют формировать равномерные потоки семян, отличающихся по физико-механическим свойствам, дешевле в изготовлении, их конструкция и рабочий процесс значительно упрощают компоновочную схему многофункциональной машины в вариантах рядовой и пропашной сеялок, снижая при этом их материалоемкость и энергозатраты.

Цель работы. Разработка технологического процесса и технических средств многоструйного вибрационного высева семян с.-х. культур, обеспечивающих снижение материальных и энергетических затрат и повышение качества посева.

Объект исследования. Технологический процесс вибрационного многоструйного высева семян с.-х. культур.

Предмет исследования. Закономерности по взаимосвязи параметров технологического процесса высева семян в различных высевающих устройствах при функционировании машин в вариантах зерновой или пропашной сеялок.

Методы исследования. Аналитическое моделирование состояния слоя семян в высевающем устройстве при низкочастотных его колебаниях с исполь-, зованием методов классической механики и механики сыпучих сред.

Отраслевые и частные методики экспериментальных исследований с использованием соответствующих стандартов, а также методов планирования многофакторного эксперимента.

Обработка данных проводилась методами математической статистики.

Научная новизна заключается в:

теоретических моделях энергетического обоснования технологического процесса многоструйного вибрационного высева семян;

двухуровневой системе формирования многоструйного потока семян путем сочетания свободного и вынужденного истечения при низкочастотных их колебаниях;

математических моделях, описывающих движение семенного материала при его колебаниях в замкнутом объеме и обеспечивающих определение условий равномерного истечения семян через калиброванные высевные отверстия;

математических моделях, учитывающих влияние на процесс высева амплитудно-частотных характеристик и уровня семян в высевающем устройстве.

Практическую ценность представляют:

классификация вибрационных высевающих аппаратов и конструктивно-технологические схемы со штанговыми, цилиндрическими и лотковыми высевающими устройствами;

методика изучения состояния семенного материала в процессе его колебаний в замкнутом объеме при различных амплитудно-частотных характеристиках;

экспериментальные зависимости оценки количественных и качественных показателей работы вибрационных аппаратов при высеве различных семян от основных факторов, влияющих на их рабочие процессы;

аналитические зависимости и построенные на их основе номограммы для настройки вибрационных высевающих аппаратов сеялок на заданную норму высева.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований представляют необходимую основу проектирования и изготовления высевающих аппаратов и конструктивно-технологических схем сеялок и многофункциональных машин, обеспечивающих стабильный технологический процесс высева семян различных с.-х. культур, подтвержденный испытаниями универсальной почво-обрабатывающе-посевной машины в вариантах зерновой и пропашной сеялок.

Реализация результатов исследований. Вибрационные аппараты и результаты их исследований использовались при разработке опытного образца многофункциональной почвообрабатывающе-посевной машины (МППМ), выполняющей более десяти технологических с.-х. операций.

Опытная партия МППМ изготовлена на Красноярском заводе комбайнов и прошла испытания как зерновая и пропашная сеялка, а также в других вари. антах, заложенных в ее конструкцию, на полях Красноярского НИИСХ и ряде хозяйств Красноярского края.

Результаты исследований используются в учебном процессе КрасГАУ, МСХА им. К.А. Тимирязева и включены в учебник по сельскохозяйственным машинам, выпущенным издательством «Колосс» в 2003 г.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях Красноярского ГАУ (19932005), МСХА им. К.А. Тимирязева (2000-2003), ВНИСОК (2000), ВИМ (2001), Международной конференции по проблемам защиты природно-хозяйственных комплексов аридных регионов России (г. Абакан, 2003), Международной научно-технической конференции «Достижения науки — агропромышленному производству» (г. Челябинск, ЧГАУ, 2004).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации 396 страниц, в том числе 159 рисунков и 20 таблиц. Список литературы содержит 242 наименования, в том числе 10 на иностранных языках.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 52 печатные работы, в том числе одна монография, одно учебное пособие, 16 патентов РФ на изобретение. В трех изданиях, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций, опубликовано 24 работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано краткое изложение состояния исследуемой проблемы, отмечены ее актуальность и народнохозяйственная значимость, определена цель и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены технологические процессы и технические средства для возделывания и высева семян с.-х. культур и их элементы. Одно из наиболее важных мест в техническом обеспечении операций по возделыванию с.-х. культур занимает посев.

Исследования В.П. Горячкина, А.Н. Карпенко, М.Н. Летошнева, П.М. Василенко, Г.М. Бузенкова, А.Н. Семенова, В.Е. Кардашевского, A.A. Будагова, В.П. Чичкина, П.П. Карпунш, В.Е. Комаристова, Н.И. Любушко, В.Н. Зволин-ского, П.Я. Лобачевского, А.Н. Репетова, B.C. Астахова и многих других послужили основой для дальнейших работ, направленных на совершенствование посевных машин.

По их мнению, в технологическом процессе высева любой посевной машины основным рабочим органом является высевающий аппарат. Качественная его работа обеспечивает равномерную подачу семян из бункера и равномерное их распределение в бороздках, что способствует созданию оптимальных условий для роста и развития растений с.-х. культур, а следовательно, и повышению их урожайности. В связи с этим к высевающим аппаратам предъявляют целый комплекс требований. Он должен быть универсальным, обеспечивать регулирование нормы высева в широком диапазоне, быть простым по устройству и настройке на нужный режим работы, не повреждать семена, а технологический процесс его работы должен характеризоваться стабильностью высева семян как по количеству, так и равномерности их потока.

Низкая универсальность существующих высевающих аппаратов обусловила применение на посеве зерновых, овощных, кукурузных, свекловичных и других видов сеялок. Это создает известные неудобства и дополнительные затраты труда и средств не только при их разработке и производстве, но и эксплуатации и ремонте в хозяйствах. Серьезным недостатком однооперациопных сеялок является низкая их сезонная загрузка.

Перспективным направлением совершенствования с.-х. техники последнего поколения является производство универсальных, в том числе многофункциональных машин, которые могут выполнять несколько операций. Конструкция таких машин должна отвечать требованиям энерго- и ресурсосбережений и блочно-модульному принципу их функционирования.

В существующих сеялках высевающие аппараты непрерывного высева не приспособлены к компоновочным схемам многофункциональных машин, работающих в режиме рядовых и пропашных сеялок.

Этим схемам машины в большей степени соответствуют высевающие аппараты, рабочие процессы которых основаны на использовании вибрации.

Исследованиями И.И. Блехмана, Г.Е. Листопада, В.М. Цециновского, U.M. Заики, Г.З. Файбушевича, А.П. Петрусова и других авторов установлено, что сыпучий материал, находящийся в состоянии вибрации при определенном его режиме, может приобретать новые, не присущие ему ранее свойства. Они проявляются в том, что в нем уменьшается сила трения и сцепления между отдельными частицами, в результате чего материал становится более подвижным и похожим на вязкую жидкость, характерным свойством которой является «текучесть». Это послужило основанием для разработки вибрационных высевающих аппаратов зерновых, туковых сеялок и высаживающих аппаратов посадочных машин.

Использование вибрации при внесении туков отмечено в работах Н.С. Резникова, A.C. Бойко, Л.Н. Петрова, П.Н. Настенко, при посадке картофеля — А.Т. Бурякова, И.Н. Петрягина, В.И. Лынова, С.Ф. Усольцева и других. Разработкой и исследованием вибрационных аппаратов для высева зерновых и некоторых других культур занимались Н.В. Антонов, И.В. Сегеда, И.В. Кудрявцев, H.H. Троянов, Р.Г. Кузнецова, В.К. Кутеницин, А.Е. Карасев, B.C. Сухин и другие авторы.

Общим недостатком большинства известных высевающих вибрационных аппаратов является недостаточно высокий уровень технических решений, определяющих их рабочие процессы, что явилось основной причиной, препятствующей более широкому их применению.

Одним из направлений совершенствования вибрационного высевающего аппарата является отделение колеблющегося объема семенного материала от общей его массы в бункере. В изолированном объеме семян при его колебаниях есть возможность создать однородный разрыхленный их слой, обладающий хорошей «текучестью», что гарантирует равномерное истечение семян через все высевные отверстия. В высевающем устройстве выполняется несколько высевных отверстий, благодаря чему осуществляется многоструйный высев семян, что значительно упрощает конструкцию не только высевающего аппарата, но и

компоновочную схему многофункциональной машины, работающей в вариантах рядовой или пропашной сеялки. Для расширения функциональных возможностей сеялок разработаны вибрационные аппараты со штанговым, цилиндрическим и лотковым высевающим устройствами.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Провести системный анализ и систематизацию технологических процессов и высевающих аппаратов сеялок и на их основе обосновать оптимальный вариант технологического процесса высева, обеспечивающий эффективное использование технических средств, отвечающих требованиям энерго-, ресурсосбережения и удовлетворяющих агротехническим требованиям.

2. По результатам системного анализа разработать обобщенную структурную модель и теоретически обосновать процесс многоструйного вибрационного высева, на основе классификации и составленной морфологической структуры технических средств предложить принципиально новые высевающие устройства.

3. По результатам теоретических исследований состояния семенного материала в колеблющихся высевающих устройствах получить аналитические зависимости и математические модели, описывающие их рабочие процессы.

4. Разработать и изготовить макетные образцы вибрационных аппаратов с различными высевающими устройствами и провести их лабораторные исследования.

5. Экспериментально установить влияние на оценочные показатели работы вибрационных аппаратов с различными высевающими устройствами геометрических и кинематических параметров с определением оптимальных их величин при высеве семян различных культур.

6. Разработать и изготовить образец многофункциональной почво-обрабатывающе-посевной машины для ее работы в варианте зерновой и овощной сеялок с многоструйными вибрационными высевающими аппаратами и провести полевые испытания с определением агротехнических и технико-экономических показателей в сравнении с производственной сеялкой.

Во второй главе рассматривается комплексный подход к разработке экономичных технологических процессов воздействия на семенной материал при его высеве для повышения урожайности, снижения энергетических и материальных затрат, ускорения перехода с.-х. производства на более высокий интенсивный уровень и разработки новых технических решений, обеспечивающих заданную технологическую эффективность для конкретных видов с.-х. культур.

Обосновать оптимальные варианты технологического процесса высева, обеспечивающие эффективное использование технических средств, отвечающие требованиям энерго- и ресурсосбережения и удовлетворяющие агротребо-ваниям, невозможно без системного анализа и использования оптимизационных моделей.

Анализ технологического процесса высева семян с.-х. культур любой посевной машиной позволяет выделить пять основных этапов этого процесса (рис. 1).

Укладка семян в дно борозды

Рис. 1. Модель системы управления процессом высева

На первом этапе происходит загрузка семенного материала в бункер. При этом основными показателями оценки исполнения бункером технологической операции являются у! — коэффициент использования времени смены и у2 — производительность машины, на которые влияют XI — емкость бункера, х2 — время загрузки. Второй этап включает истечение семян из бункера в дозатор и характеризуется хз — непрерывностью истечения, обеспечивающей у3 — стабильность высева. Третий этап характеризуется дозированием семян в высевающем устройстве, которое, в конечном счете, определяет качество всего технологического процесса посева, характеризуемое у4 — урожайностью, у5 — универсальностью аппаратов и у6 — стабильностью высева при неровном рельефе поля, на что влияют: х4 — норма высева, х5 — физико-механические свойства семян и Хб - колебания машины в продольной и вертикальной плоскостях. Задача семяпроводов на четвертом этапе — доставить выделенные высевающим аппаратом семена, при этом оценочными показателями соблюдения ими технологического процесса являются у7 — стабильность процесса и ув — равномерность распределения семян, на что оказывают влияние: х7 — конструкция, х8 — высота падения семян, Х9 — наклон посевного агрегата. На заключительном этапе показателями оценки работы сошников выступают: уэ — качество посева и ую — энергоемкость, которые зависят от х]0- универсальности сошников, а также хц - требований к состоянию поля и формируемым бороздкам.

Технологический процесс высева семян с.-х. культур включает цикл отдельных технологических операций, направленных на создание условий для равномерного истечения из высевающего устройства и распределения в бо-

роздке семенного материала, обеспечивающих интенсивный рост растений и получение высокого урожая высеваемых культур.

Все факторы, оказывающие влияние на соответствующие технологические операции высева, оцениваются качеством их исполнения при минимальных энергетических и материальных затратах. По этим показателям применяемые технологические процессы должны обеспечивать высокий технико-экономический эффект. Это требование позволило получить целевую функцию показателей их эффективности. Используя методику определения целевой функции, предложенную Н.В. Цугленком, она может быть выражена в виде

N V

FKi = X EyàoA + 2 EDiFi max, /=1 ¿=1

= ltEn.yd.iFi max, (1)

N . N

Fci = £ Enyd.iFiCi ~ Z Lij maX »

'=1 iJ

где FKi, Fgi, Fci— соответственно целевые функции условной продуктивности, энергетического и стоимостного доходов;

Еуд0. — удельная продуктивность i-культуры при использовании существующей технологии посева;

F,- — площадь, занимаемая i-культурой;

EDi— дополнительная продукция, получаемая при использовании новой технологии посева;

Enyài— удельная энергопродуктивность i-культуры;

Et— энергетические затраты на высев i-культуры;

С{ — цена единицы компонента урожая;

Lij— затраты на производство i-технологией высева с использованием j-ro типа сеялки.

Из анализа целевой функции (1) вытекает, что технологический процесс высева семян должен обеспечивать непрерывность и равномерность истечения семян для достижения максимально равномерного их распределения по засеваемой площади, обеспечивая достижения наивысшего агротехнического эффекта при одновременном снижении материальных и энергетических затрат.

Учитывая результаты исследований, проведенных А.Н. Карпенко, А.Н. Семеновым, Г.М. Бузенковым, C.B. Кардашевским, Н.И. Комаристовым и другими, а также по итогам проведенного системного анализа существующих технологий и технических средств высева семян с.-х. культур, можно сделать вывод, что наиболее ответственным этапом формирования непрерывного и равномерного потока семенного материала является технологическая операция его дозирования в высевающем устройстве.

При выборе перспективных направлений реализации поставленной целевой функции необходимо провести морфологический анализ используемых и предполагаемых технологических процессов, в том числе и вибрационного многоструйного высева. Для определения наиболее эффективного варианта разработана модель морфологической структуры технологического процесса высева семян с.-х. культур (рис. 2).

Рис. 2. Модель морфологической структуры технологического процесса высева семян

Окончательное решение при системном подходе путем морфологического анализа сводится к оптимальному моделированию всех подсистем с учетом показателей качества высева семян вибрационным высевающим аппаратом, эпергет;гческих и стоимостных показателей и оценки полученных результатов.

Идентификация моделируемого объекта высева семян базируется на приращении энергетического баланса от уровня заданной энергопродуктивности сельскохозяйственных культур за счет эффективного использования ресурсов времени, снижения материалоемкости и энергонасыщенности процесса высева. Математическая модель необходима для комплексной оптимизации технологических процессов, конструкций технических средств с целью снижения энерго и материалоемкости и прибавки энергопродуктивности урожая.

Зависимость получаемого энерготехнологического эффекта АЕТ от времени Дт нахождения порции зерна в высевающем аппарате можно определить по методике Н,В. Цугленка

АЕТ = кгАт,

где кг — коэффициент энергетической эффективности использования про-МДж

изводительного времени, га' 0 .

Эффективность использования металлоемкости Ек предлагаемой конструкции можно определить по формуле

E„=G-h

>

К2

где G - удельная масса, —; h - энергетический эквивалент сеялки с вы-

га

севающим аппаратом, .

кг

Разность энергетических затрат двух уровней АЕи равна прибавке энергопродуктивности за счет внедрения новой технологии

АЕш=киАи

з

где ки — коэффициент энергонасыщенности, •

кг

А и- прирост технологической урожайности, —.

га

Исходя из моделей энерготехнологической эффективности использования рабочего времени, энерготехнологической эффективности по металлоемкости конструкции, прибавки энергопродуктивности сельскохозяйственных культур от изменения энергонасыщенности процесса высева, общая модель энергосовершенства позволяет определить компромиссный критерий оптимизации конструкции высевающего аппарата

-kTAr-khAh + kuAu-> max,

kr Ar -> min, ^2)

khAh-* min, ku Au —> max

Следовательно, для снижения энерго- и материалоемкости и прибавки энергопродуктивности урожая необходимо разработать такой технологический процесс, при котором используемые технические средства обеспечивали бы минимальное время нахождения обрабатываемого материала в рабочей камере (высевающем аппарате). С этой целью был проведен анализ существующих средств вибрационного высева и на его основе составлена их классификация, позволяющая выбрать наиболее перспективные варианты, использование которых позволит в полной мере реализовать целевую функцию 1.

Рабочие процессы вибрационных аппаратов основаны на принудительном проходе семян через отверстия, выполненные в высевающих устройствах, размеры которых значительно меньше величин, определяемых их критическим радиусом. Для этого высевающие устройства вместе с семенами приводятся в колебательные движения, определяемые частотой и амплитудой этих колебаний.

На основе проведенного анализа существующих технических средств высева семян составлена классификационная схема вибрационных высевающих аппаратов и выбраны основные технические решения (рис. 3), обеспечивающие

реализацию целевой функции (2). К ним можно отнести многоструйные высе-• вающие аппараты, выполнешше в виде: трубчатой штанги; лотка с торцевыми стенками;

цилиндра, совершающего движение по дуге окружности.

Высевающие устройства

п=1...10

Цилиндрические / п=4...6

Многоструйные4 вибрационные высевающие аппараты:

с лотком

со штангой

с цилиндром

Рис. 3. Морфологическая структура выбора технических средств многоструйного вибрационного высева

Особенностью функционирования штанговых высевающих аппаратов является непрерывное перемещение семян вдоль наклонной штанги и их одновременное истечение через ее высевные отверстия. Характер движения семян в колеблющейся штанге рассмотрен с учетом работ Б.А. Берга, И.И. Блехмана, П.М. Василенко, Г.Д. Тсрскова, Б.Г. Турбина и других ученых.

Однако теория процесса движения семян в штанговом аппарате не достаточно разработана, что значительно затрудняет проектирование и изготовление таких высевающих устройств. Для описания движения любой точки штанги (рис. 4) использовалась система уравнений:

х = г -гСояа, V = гоЗта, ] = гсо1Сова.

В этих уравнениях г и со - соответствешю радиус эксцентрика приводного механизма штанги и его угловая скорость (круговая частота), а — угол поворота эксцентрика.

На частицу массой т в колеблющейся штанге действуют силы Р — mg, J — тс^гСоза, нормальная реакция N и силы трения Т7 = tg(pN. В зависимости от величины и направления действия силы инерции частица может перемещаться со штангой как единое целое, двигаться вниз и вверх относительно штанги, а также отрываться от нее. Первое и последнее состояние слоя семян нежелательно, так как при этом затрудняется их проход через высевные отверстия.

Условием относительного перемещения частицы по штанге будет

Jx±tg<pJy>tg(pPy±Px. (3)

В этом уравнении верхние знаки соответствуют перемещению семян вниз, а нижнее — вверх по штанге, Рх, Ру - проекции сил J и Р на. соот-

ветствующие оси координат.

Рис. 4. Схема сил, действующих на семенной материал в колеблющейся штанге: 1— высевное отверстие; 2 — штанга; 3 — разделяющая пластина штанги

Решение уравнения (3) определяет минимальные значения частот колебаний, при которых будет наблюдаться относительное перемещение семян по штанге при крайних ее положениях. Для этих случаев углы поворота эксцентрикового вала а — О или а = 180°, а соответствующая минимальная частота вращения вала

Отрыв частиц от опорной поверхности штанги не будет наблюдаться при

Проведенные расчеты показывают, что для условий, характеризуемых амплитудой колебаний штанги г = 5...8мм, при/? = а = 4°, а <р — 20...30°, частота ее колебаний должна быть в диапазоне от 5 до 15 Гц, что соответствует частоте вращения эксцентрикового вала привода штанги 300<п<900 мин Такой режим колебаний будет обеспечивать перемещение частиц вниз и вверх по штанге, но с преимущественным движением вниз, что должно исключить как отрыв частиц от поверхности штанги, так и их переуплотнение.

Движение семян по штанге характеризуется величинами их относительных перемещений, скоростями и ускорениями этих перемещений.

Дифференциальное уравнение движения семян по штанге имеет вид

(4)

(5)

и X

т = mo'rCosaCosa ± mgSinfl - F, при этом сила трения определяется выражением

= тез

F = tS<pN = tg<p(Py±Jy).

(7)

Уравнение (6) с учетом (7) определяет относительные ускорения частиц при движении вниз и вверх по штанге, а их интегрирование — относительные скорости и перемещения этих движений.

Анализ полученных в результате интегрирования уравнений, при указанных ранее конкретных параметрах, показывает, что величины относительных скоростей движения частиц вниз ин и вверх по штанге ив находятся соответственно в диапазоне 0,35...0,5 и 0,15...0,25м/с, а их перемещения соответственно 0,015...0,025 и 0,005...0,01м. Такие величины скоростей и перемещений частиц по штанге могут обеспечить надежный их проход через высевные отверстия.

По аналогии с рабочим процессом решет зерноочистительных машин (Летошнев М.Н., Терсков Г.Д., Кожуховский М.Е. и др.) для надежного прохода семян через высевные отверстия необходимо обеспечить вполне определенную скорость их перемещения относительно последних. С учетом различной ориентации семян по отношению к каждому высевному отверстию и переменной скоростью их перемещения по штанге среднее ее значение не должно превышать величину, определяемую уравнением

где Ут — скорость семян по штанге, при которой обеспечивается высокая вероятность прохода семян через высевные отверстия; с1 — длина высевного отверстия; €с и Ь - длина и толщина семян; /? - угол наклона штанги к горизонту.

Технологический процесс лотковых устройств осуществляется при совпадении горизонтально расположенного лотка с направлением его колебаний. Торцевые стенки исключают свободное движение семян вдоль лотка. Последние имеют лишь ограниченную возможность смещаться по нему на небольшую величину как в одну, так и в другую стороны.

При описании движения семян в вибрирующем лотке построены, обоснованы, апробированы и реализованы в виде программ для ЭВМ математические модели, использующие как феноменологический, так и дискретный подходы.

Как было отмечено ранее, при колебаниях высевающего устройства вместе с семенами значительно снижаются силы сцепления между отдельными частицами и сыпучий материал становиться более «текучим», процесс его движения с большой долей вероятности можно описать в рамках модели безвихревого (потенциального) течения идеальной несжимаемой жидкости. Можно предположить, что если процесс движения не сопровождается эффектом «слипания», характерного для сыпучих сред, то отсутствие значительных возмущений формы первоначальной горизонтальной свободной поверхности семян в лотке (рис. 5) будет обеспечивать равномерный их высев через отверстия.

Решение данной задачи сводится к отысканию по х и у функции ср(х,у,$

(8)

удовлетворяющей на дне и на торцевых стенках колеблющегося лотка условиям «непротекания»

д(р дх

= 0 ^ Х = 0 и> дх

= 0,

х = а

8<р ¥

у = о

= 0,

а на свободной поверхности условию

82а> да> д а> di2 и 8t ду

■CX + /JCX,

(10)

(И)

у = Ь

где сф - переносная скорость движения частиц верхнего слоя; g — ускорение свободного падения; [л — Релеев-ский коэффициент диссипативной вязкости.

При найденной функции <р возмущение свободной поверхности определится по формуле

ёУЯ = ь % ё

(12)

Точное решение поставленной задачи можно отыскать в виде сходящихся рядов, которые суммируются численно. Расчеты показывают, что при этих вычислениях вполне можно ограничиться двадцатью членами, а состояние свободной поверхности примет вид

О О' 8 хХ

Рис. 5. Состояние свободной поверхности семян в колеблющемся лотке

ri(x,t)-

n(x,t

8

юсац

g

Ir

1 \ —a — x

2 J

л (i- Jí2)nth(kn)-

л2 h n¡[nth{kn)-^ +

+ I 71Ш

- J cos\ ■

ífiv ' 1 2nth{kn)-^{l + Jl2) f 7ПТХ

+ V[nth{kn)-í]! + M2?

ь

cos(cot).

sin1

(o)t) +

(13)

В качестве входных параметров данной задачи выбраны: длина лотка а; высота слоя семян в лотке h; круговая частота колебаний <в; амплитуда колебаний г.

Численный эксперимент показал, что если эти параметры будут находиться в следующих пределах: а = 150...500 мм, h = 20...100 мм,/= 6...12 Гц, г — 4.. .8 мм, то возмущения свободной поверхности максимально локализуются вблизи левой и правой стенок лотка. Это, в свою очередь, обеспечивает наибольшую протяженность зоны практически не возмущенной свободной поверхности. В средней части, составляющей «80% поверхности, амплитуды колебаний не превышают 10% от уровня равновесия.

Хотя расположение и привод горизонтально колеблющегося лотка высевающего устройства'не сообщают ему вынужденные вертикальные колебания, они вполне имеют место в реальном режиме эксплуатации при движении сеялки по неровному полю. Известно, что вертикальные колебания лотка даже с незначительной амплитудой, при определенных соотношениях между амплиту-

дои, частотой, плотностью и другими параметрами задачи, могут приводить к неустойчивому движению среды.

Задача о вертикальных колебаниях сводится к решению задачи Коши для уравнения Матье

л2

( ,2

+ gkthkh

\-L-rCosft

1 = 0, (14)

V г ;

где — функция, описывающая вертикальные колебания свободной поверхности.

Известно, что решение уравнения Матье будет устойчивым только при определенном соотношении между входящими параметрами.

Численное решение задачи позволило качественно описать возмущение свободной поверхности за достаточно долгий промежуток времени и определить отсутствие роста амплитуды, т.к. определенные ранее параметры соответствуют точке в устойчивой области, следовательно, вертикальные колебания не будут оказывать сколько-нибудь значительного влияния на процесс высева семян из лотка.

Построенная теория оказывается, однако, недостаточно адекватной для описания истечения семян и выпадения их через отверстия дна лотка. Для исследования этих процессов в работе предложена имитационная динамическая модель взаимодействия элементов сыпучей среды, представляющих собой абсолютно твердое тело, окруженное упругой оболочкой, позволяющей элементам «проникать» друг в друга. На каждом шаге по времени для каждого элемента с номером 1 отыскивается его окружение — частицы, взаимодействующие с ним, и вычисляются возникающие силы упругости, силы трения и силы вязкого трения.

Пусть взаимодействуют два элемента, центры которых имеют координаты и соответственно (рис. 6).

Единичный вектор ё1Ь в направлении ОО," и перпендикулярный ему ёг равны

I ' Ки У

г........

е, =

е, =

У ¡-Ух

д

(15)

V у

Рис. 6. Взаимодействие двух элементов

Здесь Я1} = лДх, + {у1-у $ - расстояние

между центрами частиц. * Следовательно, на 1-й элемент со стороны го действует сила с компонентами

//ч^л^^им'-*,)^^- о«)

6 Ку £ Ку

Такого же вида взаимодействие элементов происходит с границами лотка и бункера.

Силы трения между элементами пропорциональны упругой силе сдавливания /у и направлены или в сторону вектора ё2, или в противоположном направлении, в зависимости от знака величины относительной скорости проскальзывания между элементами

г-ь-ч^^-Ь-ъРр!^^. от)

Ку Ку

где су, и су, — угловые скорости элементов / и] соответственно.

В результате возникает жесткая система обыкновенных дифференциальных уравнений движения Ньютона

Г у,-г, . _м, пя.

г — 1, 2, 3, ...И, размерность которой в 5 раз больше, чем число элементов среды. В этих уравнениях х{ и у( — координаты центра элемента в декартовой системе координат, ии VI — компоненты скорости центра, су,— угловая скорость элемента, J = тТв/2 — момент инерции.

Система решается численно методом Рунге-Кутта 2-го порядка. На каждом шаге по времени М на первой стадии высчитываются промежуточные ве-ы/

личины на шаге /2. По методу Эйлера

7 = < + —и?, у, /2= у;

иГ*=и: Г*=к- ^ -М). (19)

На второй стадии совершается переход на следующий шаг А1

хг' = + шГ1/з, уГ' = у: + Л1УГ'А >

ип;' = и:+Л{Р:+'а - ^), уг1 = У; + - ц?г'А). (20)

Здесь Р^2 и — силы, вычисленные для значений и у]^1, а начальные условия можно выбрать произвольно.

Результаты теоретического взаимодействия параметров позволили с помощью разработанных программ визуализировать на мониторе компьютера полную картину истечения семян из бункера в лоток и выпадение их из лотка, а также зоны уплотнения и разрыхления в лотке. Одновременно моделируется выпадение семян из каждого отдельного высевного отверстия, что позволяет определить неравномерность их высева.

Аналогичные решения моделирования движения семян созданы и для цилиндрических высевающих аппаратов.

В третьей главе представлена программа исследований, приведены конструктивно-технологические схемы установок и исследуемых вибрационных аппаратов, рассмотрены оценочные показатели рабочих процессов аппаратов и методика их определения, общие и частные методики исследований, оценки достоверности и значимости результатов экспериментальных исследований.

Экспериментальные исследования проводились на лабораторном оборудовании, конструкция которого обеспечивала получение оценочных показателей рабочих процессов вибрационных аппаратов при различных режимах их настройки. Исследовались вибрационные аппараты со штанговым (рис. 7), цилиндрическим (рис. 8) и лотковыми высевающими устройствами (рис. 9 и 10).

7 \б

Рис. 7. Схема вибрационного аппарата со штанговым высевающим устройством: 1— шатун привода штанги; 2 — подвеска; 3 - крепление бункера; 4 — бункер; 5 — дозатор; 6 - штанга; 7 - наконечник семяпровода

Рис. 8. Схема высевающего аппарата с цилиндрическим высевающим устройством:

1 — наконечник семяпровода;

2 — высевающее устройство;

3 — бункер; 4 — крепление бункера; 5 — шатун привода

Последний был представлен двумя вариантами: первый — для рядовой, а второй для пропашной сеялок. Принципиальное их отличие заключалось лишь в геометрических размерах бункера, высевающего устройства и количестве высевных отверстий. Если у первого аппарата высез семян может осуществляться через 10 высевных отверстий, то у второго — через одно отверстие при широкорядном однострочном и через несколько при ленточном многострочном посевах.

Технологическая схема многоструйного лоткового вибрационного высевающего аппарата с двухуровневым истечением семян представлена на рис. 9.

Рис. 9. Схема многоструйного вибрационного высевающего аппарата с двухуровневым истечением семян: — ширина высевающего аппарата;

Боте — ширина высевного отверстия; Ъкр — расстояние от отверстия до торцевой стенки высевающего аппарата; Ьуум — длина высевающего аппарата; Ьотв — расстояние между соседними отверстиями; 1отв — длина высевного отверстия; 1кр — расстояние от крайнего отверстия до боковой стенки; К_у.а- высота высевающего аппарата, мм; К а — уровень семян вибрационного высевающего аппарата

Количественная оценка рабочих процессов вибрационных высевающих аппаратов (как и всех аппаратов непрерывного высева) характеризуется двумя основными показателями: коэффициентом средней неравномерности высева отдельным аппаратом (отверстием) Н,% и коэффициентом неустойчивости общего высева всеми работающими аппаратами (отверстиями) Нпр,% за определенный промежуток времени. Эти коэффициенты по ранее принятым стандартам составляют при высеве не более: Н — 6% для зерновых

Рис. 10. Схема вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством: 1 — наконечник семяпровода; 2 — лоток; 3 - подвески; 4 — бункер; 5 — дозатор

культур, 10% — зернобобовых и овощных, 20% - при высеве семян трав; Нпр — соответственно 3,5 и 10%.

Оценку аппаратов по равномерности потока высеваемых семян определяли при сравнительных испытаниях с производственными образцами. В качестве контроля использовались высевающие аппараты зерновой сеялки С3-3,6А и овощной СО-4,2. Сравнительные испытания проводили путем высева семян в рядки на движущуюся ленту, покрытую липким составом. Равномерность рас-

пределения семян в рядках для каждого из аппаратов оценивали количеством семян на 5-сантиметровых участках рядка и замерами расстояний между соседними семенами.

По результатам теоретических исследований и предварительных опытов были установлены диапазоны изменения основных факторов, влияющих на показатели рабочих процессов вибрационных аппаратов при высеве семян различных культур. Для всех исследуемых семян были установлены зависимости коэффициентов Н и Нпр от каждого из регулируемых факторов и определены оптимальные режимы работы, удовлетворяющие агротехническим требованиям. На этих режимах были проведены сравнительные испытания вибрационных аппаратов с катушечными.

Для проведения экспериментальных исследований наряду с общими методиками, которые используются при испытаниях высевающих аппаратов, использовались и специально разработанные. Последние применялись при изучении влияния формы отверстий на их производительность и влияния режимов колебаний высевающего устройства на разрыхленность в нем семенного материала.

Обработка экспериментальных данных осуществлялась с применением методов теории вероятности и математической статистики.

В четвертой главе приведены данные по лабораторным испытаниям вибрационных аппаратов с различными высевающими устройствами.

Экспериментальными исследованиями: подтверждены и уточнены основные теоретические положения о состоянии семян в высевающих устройствах при низкочастотных колебаниях и возможность многоструйного, равномерного высева, определены математические зависимости влияния каждого из факторов на равномерность высева по результатам многофакторного эксперимента, установлены расход семян и его равномерность через высевные отверстия в зависимости от их формы и расположения, определены показатели работы аппаратов, оцениваемых коэффициентами Н и Нпр, от частоты и амплитуды колебаний высевающих устройств и уровней в них семян, заметно отличающихся по физико-механическим свойствам и нормам высева, для семян каждой культуры определен оптимальный режим работы аппарата, при выборе которого руководствовались наименьшими значениями переменных факторов, обеспечивающих показатели работы аппарата, удовлетворяющие агротребованиям. На этих режимах подтверждена возможность регулирования норм высева различных семян за счет изменения длины высевных отверстий и определены показатели качества работы вибрациошшх аппаратов в сравнении с катушечными, установлены пределы возможных отклонений частоты вращения ВОМ трактора и скорости посевного агрегата, не нарушающие агротехнические требования на норму высева.

С целью упрощения отыскания оптимальных условий для равномерного высева семян из вибрационного высевающего устройства и уточнения, определенных при теоретическом исследовании пределов изменения основных факторов, влияющих на этот процесс, был спланирован и реализован полнофакторный эксперимент типа 23.

За параметры оптимизации были приняты: коэффициенты II (У1) и Нпр (У2). В качестве регулируемых факторов использовались: частота колебаний Х1 высевающего устройства, его амплитуда колебаний Х2 и уровень в нем семян Х3.

По результатам многофакторного эксперимента получены следующие уравнения регрессии:

для пшеницы Н = е ' 09Х'" °-009Хз + 1-539;

р^др _ е -.096х,- 0.076х,- 0.008х, + 6,539.

для семян свеклы

н = е - о.о307х,- 0.2915х,- 0.0009х, + 4,555. Нпр = е"0,0583Хг °>2297Х2- 0,005X3+3,133

Однородность дисперсий оценивалась критерием Кохрена, гипотеза значимости коэффициентов регрессии критерием Стьюдента, а адекватность уравнения регрессии математической модели критерием Фишера. Уровень значимости всех критериев д = 0,05.

Статистическая проверка полученных моделей подтвердила их адекватность и позволила определить степень влияния каждого из факторов на процесс высева и установить пределы их возможных значений.

Состояние семян в высевающем устройстве при различных режимах колебаний изучали путем замера усилий на внедрение плунжера в их слой. Исследованиями установлено, что при колебаниях высевающего устройства с максимальным ускорением 20...25 м/с2 большинство семян зерновых культур приобретает достаточную разрыхленность, при которой обеспечивается надежное их истечение через высевные отверстия.

Зависимости расхода семян и его равномерности от формы и расположения высевного отверстия определяли для круглых, квадратных и прямоугольных, при одинаковой их площади. Причем, прямоугольные располагались длинной стороной как вдоль, так и поперек колебаний. Эти отверстия имели прямые и закругленные малые стороны. Критериями оценки высевных отверстий выступали: равномерность расхода, характеризуемого коэффициентом вариации, и удобство регулирования нормы высева семян. Было установлено, что прямоугольные отверстия, расположенные длинной стороной по направлению колебаний, имели наименьшую производительность, но они обеспечивали более равномерный поток семян. Если для остальных отверстий коэффициент вариации расхода был в пределах 4,5...5,2%, то для этих отверстий он был в пределах 2,1...3,3%. Поэтому с точки зрения равномерности потока и простоты регулирования нормы высева предпочтение надо отдавать таким отверстиям.

Вибрационный аппарат со штанговым высевающим устройством при

высеве семян пшеницы исследовался при меняющемся угле наклона штанги к горизонту от 2 до 6°. Частота колебаний штанги составляла 9,0 Гц, амплитуда 6 мм. Размеры высевных отверстий: ширина 10 мм, максимальная регулируемая

длина 30 мм. При изменении угла наклона штанги в этом диапазоне коэффициенты средней неравномерности Н и неустойчивости высева Нпр не превышали соответственно значений 4,2 и 3,8%, а отклонение нормы высева при этом не выходило за агродопуск, равный ±3%.

На этом же режиме колебаний штанги аппарат исследовался при высеве туков. Исследованиями необходимо было установить зависимость среднего расхода туков через высевное отверстие, а также коэффициентов Н и Нпр от его длины. Была установлена прямопропорциональная зависимость между длиной отверстия и средним расходом туков. С изменение длины отверстия с 5 до 13 мм средний расход увеличивался с 58 до 540 г/мин. При этом коэффициент Н снизился с 9,0 до 3,4%, а Нпр с 3,4 до 0,5%. Полученные данные дают основание утверждать о возможности использования такого аппарата как для поверхностного внесения туков, так и рядового и безрядкового способов посева семян зерновых и других кулыур.

Вибрационный аппарат с цилиндрическим высевающим устройством, траекторией которого является дуга окружности, исследовался с целью установить зависимости оценочных показателей его работы от частоты колебаний, угла поворота цилиндра и уровня в нем семян. Частота колебаний при исследованиях изменялась от 7,0 до 11,0 Гц, угол поворота принимался равным 8,9 и 10°, а уровень семян 25 и 35 мм. По результатам исследований были определены оптимальный режим работы, которому соответствовала частота колебаний 9,0 Гц, угол поворота цилиндра 9,0° и уровень семян 35 мм. При этом режиме коэффициенты Н = 3,8%, а Нпр = 0,8%. Такой аппарат может быть использован в пропашных и рядовых сеялках.

Вибрационный аппарат с лотковым высевающим устройством для рядового посева зерновых испытывался на семенах пшеницы, ржи, ячменя, овса и гороха.

Диапазон изменения регулируемых параметров для всех перечисленных семян составлял: по частоте колебаний / = 6,5... 10,2 Гц, амплитуде колебаний г= 5...7 мм и уровню семян к = 70...130 мм. Ширина высевных отверстий принималась равной 10 мм, а для семян ячменя и овса — 14 мм.

Оценочные показатели работы аппарата при высеве семян пшеницы представлены на рис. 11 и 12. Из их анализа видно, что самые низкие значения коэффициентов Н и Нпр соответствуют частоте колебаний 9,2 Гц, амплитуде 6 мм и уровню семян 100 мм. На этом режиме изучали зависимости среднего расхода семян через высевное отверстие и коэффициентов Н и Нпр от его длины, которые представлены на рис. 13.

Рис. 11. Изменение коэффициента И Рис. 12. Зависимость коэффициента

в зависимости от частоты колебаний Нпр от частоты колебаний высе-

высевающего устройства / а — ам- вающего устройства /: а — амплитуда

плитуда колебаний 5 мм; 6 — 6 мм; колебаний 5 мм; 6 — 6 мм; в — 7 мм;

в — 7 мм; 1 — уровень семян 70 мм; 1 — уровень семян 70 мм; 2 — 100 мм;

2-100 мм; 3-130 мм 3-130 мм

При этом была отмечена прямопропорциональная зависимость между средним расходом семян через высевное отверстие и его длиной, что дает возможность регулировать норму высева ссмян в широком диапазоне ее изменения. При различной длине отверстий величины коэффициентов Н и Нпр значительно ниже допустимых агротребованиями.

На оптимальном режиме изучалось влияние углов наклона вибрационного аппарата в продольно- и поперечно-вертикальных плоскостях на коэффициенты Н и Нпр. При установке в высевающем устройстве съемных щитков обеспечивается нормальная работа аппарата при угле наклона в поперечно-вертикальной плоскости до 7°, продольно-вертикальной до 12°.

Результаты исследований показателей качества работы вибрационного аппарата в сравнении с катушечным сеялки С3-3,6А при различных нормах высева семян представлены в виде совмещенных графиков на рис. 14.

Анализ графиков показывает, что вибрационный аппарат обеспечивает более равномерное распределение семян в рядке. Это подтверждается и значительно меньшими величинами коэффициентов вариации интервалов между семенами в рядке, величины которых в среднем в 1,65 раза меньше, чем у катушечного аппарата.

семян пшеницы через отверстие X; а — норма высева катушечного аппарата б — коэффициент Н; в — коэффи- 135 кг/га; вибрационного - 136 кг/га; циентНпр б — соответственно 164 кг/га и 163,6

кг/га; в — 196,7 кг/га и 196 кг/га

Вибрационный аппарат с лотковым высевающим устройством для широкорядного и ленточного многострочного посева испытывался на семенах свеклы, моркови, огурцов, редьки и люцерны.

Пределы изменения регулируемых параметров составили: частота колебаний / = 7... 11 Гц, амплитуда колебаний г = 7.. .9 мм и уровень семян к = 20... 40 мм. Ширина высевных отверстий принималась для мелких семян 4 мм, крупных - 8 мм (свекла, огурцы).

Оценочные показатели работы аппарата Н и Нпр при высеве семян свеклы представлены на рис. 15 и 16.

Из их анализа видно, что лучшие показатели коэффициентов Н и Нпр соответствуют частоте колебаний 9,0 Гц, амплитуде 8,0 мм и уровню семян 30 мм. На этом режиме проведены исследования аппарата с целью установления зависимости среднего расхода семян через высевное отверстие от его длины (рис. 17). Прямопропорциональная зависимость между параметрами гарантирует возможность регулирования нормы высева семян свеклы в широком диапазоне.

Оценочные показатели качества работы аппарата при высеве свеклы определялись в сравнении с катушечным аппаратом сеялки СО-4,2 при двух нормах высева. Результаты исследований представлены совмещенными графиками на рис. 18. Из графиков видно, что если при норме высева 7,0 кг/га распределе-

Рис. 15. Влияние частоты колебаний / на коэффициент Н: а — амплитуда колебаний 7 мм; 6 — 8 мм; в — 9 мм; 1 — уровень семян 20 мм; 2-30 мм; 3 — 40 мм

Рис. 16. Влияние частоты колебаний / на коэффициент Нпр: а — амплитуда колебаний 7 мм; 6 — 8 мм; в — 9 мм; 1 — уровень семян 20 мм; 2 —30 мм; 3-40 мм

Рис. 17. Средний расход семян свеклы через высевное отверстие "X в зависимости от его длины I

Рис. 18. Распределение семян свеклы на 5-сантиметровых участках: а — норма высева для катушечного аппарата 7 кг/га, для вибрационного 7,5 кг/га; б — соответственно 13 и 13,2 кг/га

ние семян на участках, практически одинаково для обоих аппаратов, то при норме 13,0 кг/га заметно преимущество вибрационного. Он обеспечивает более равномерное распределение семян в рядке, что подтверждается меньшими в 1,5 раза коэффициентами вариации интервалов между семенами.

Работоспособность вибрационного аппарата проверялась при высеве семян трав> которые имеют гладкую поверхность, небольшие размеры и малые нормы высева. Длина семян люцерны, донника, клевера и некоторых других колеблется от 1 до 2,5 мм, ширина от 0,6 до 1,5 мм, а толщина от 0,5 до 1,3 мм. В связи с такими особенностями их высев катушечным аппаратом зернотравя-ных и овощных сеялок затруднен, не отвечает агротехническим требованиям.

Были проведены исследования вибрационного аппарата при высеве семян люцерны и получены оценочные показатели его рабочего процесса, определяемые коэффициентами Н и Нпр, при различных режимах.

На рис. 19 приведены результаты этих исследований. Анализ графиков показывает, что с увеличением частоты колебаний наблюдается резкое снижение Н,% при всех амплитудах и уровнях семян. Причем более интенсивное снижение происходит до частоты 9,1 Гц, а затем снижение либо стабилизируется, либо, при некоторых режимах, даже увеличивается.

Рис. 19. Влияние частоты колебаний высевающего устройства f на коэффициент средней неравномерности высева семян люцерны Н: а - амплитуда колебаний 4 мм; 6 — 5 мм; в — 6 мм; 1 - уровень семян 20 мм; 2 — 30 мм; 3 - 40 мм

Рис. 20. Влияние частоты колебаний высевающего устройства / на коэффициент неустойчивости общего высева семян люцерны Нпр: а - амплитуда колебаний 4 мм; 6 — 5 мм; в — 6 мм; 1 — уровень семян 20 мм; 2 — 30 мм; 3 — 40 мм

Графические зависимости коэффициента Нпр от частоты колебаний /, при различных амплитудах колебаний высевающего устройства и различ-

ных уровнях в нем семян изображены на рис. 20. Здесь, как и в предыдущем случае, с увеличением частоты колебаний снижается величина коэффициента Нпр. Причем более интенсивное снижение наблюдается при амплитуде 4 мм.

Наименьшие значения Нпр соответствуют частоте колебаний 9,1 Гц и амплитуде 6 мм, когда величина этого коэффициента находится в пределах 0,5...0,7 % при различных уровнях семян. Такие значения коэффициента Нпр характеризуют стабильный процесс высева семян при работе вибрационного аппарата.

Проведенные исследования позволили установить оптимальный режим его работы, который характеризуется частотой колебаний высевающего устройства 9,1 Гц, амплитудой 5 мм и уровнем в нем семян 30 мм. При таком режиме работы коэффициенты Н и Нпр соответственно равны 7,9 и 0,8%. Величина этих коэффициентов значительно ниже уровня допустимого агротехническими требованиями. Исследования также подтвердили возможность регулирования нормы высева семян овощных культур и трав, сходных по форме, размерам и нормам высева, путем изменения длины высевных отверстий.

В результате исследований было установлено, что отклонения частоты колебаний высевающего устройства (частоты вращения В ОМ) от оптимальной величины и скорости посевного агрегата от заданной не должны превышать +3%. При таких отклонениях норма высева семян будет находиться в пределах допустимого уровня.

Оптимальные режимы работы вибрационных аппаратов с лотковыми высевающими устройствами, их оценочные показатели при высеве семян различных культур и геометрические параметры приведены в таблице 1. Оценочные показатели, характеризующие равномерность распределения различных семян в рядках, высеянных вибрациохшыми и катушечными аппаратами, приведены в таблице 2.

В пятой главе приводится анализ данных использования одноопераци-онных рядовых и пропашных сеялок, отмечаются их недостатки, в числе которых — низкая сезонная загрузка и большая разномарочность, что увеличивает машинный парк хозяйств и расходы на их приобретение, эксплуатацию и ремонт.

Анализ направлений дальнейшего совершенствования с.-х. техники для растениеводства позволил предложить классификацию машин и выбрать наиболее эффективное направление использования преимуществ разработанных вибрационных аппаратов в конструкции одной из них. Таким перспективным направлением перевооружения с.-х. производства является оснащение его универсальными, в том числе многофункциональными машинами с необходимым набором рабочих органов, позволяющих путем быстрой и несложной переналадки выполнять несколько технологических процессов, не совпадающих по агротехническим срокам. Материалоемкость таких машин в 1,5...2 раза ниже однооперационных, выполняющих тот же объем работ. Новое поколение ма-. шин должно разрабатываться с учетом блочно-модульного принципа их функционирования.

Таблица 1. Оптимальные режимы работы, оценочные показатели и геометрические параметры лотковых высевающих

устройств вибрационных аппаратов

Культура Режим работы высевающего устройства Оценочные коэффициенты Геометрические параметры .

Высевающее уст] ройство Высевное отверстие

частота колебаний, Гц амплитуда колебаний, мм уровень семян, мм н, % Нпр, % длина, мм ширина, мм высота, мм ширина отверстия, мм количество отверстий, шт.

Пшеница 9 ±0,2 6 100 3,5. 0,6 510 200 200 10 10

Овес 9 ±0,2 6 70 2,8 • 0,8 510 200 200 14 10

Горох 9 ±0,2 6 70 3,0 0,2 510 .200 200 ю 10

Рожь 9 ±0,2 6 100- 3,3 0,7 510 200 200 10 10

Ячмень 9 ±0,2 6 70 - - 510 200 200 12 10

Морковь 9 ±0,2 4 35 5,0 1,6 200 150 150 4 4

Свекла 9 ±0,2 8 30 3,0 0,7 200 150 150 8 4

Огурцы 9 ±0,2 8 30 3,5 2,4 200 150 150 8 4

Редька 9 ±0,2 5 30 3,2 0,9 200 150 150 4 4

Люцерна 9 ±0,2 5 30 7,0 0,8 200 150 150 3 4

Таблица 2. Равномерность распределения семян в рядках, высеянных различными высевающими

аппаратами

Семена Высевающие аппараты

Катушечный Вибрационный

Норма Норма

высева, м, х, о, V, высева, м, X, с, V,

кг/га шт./п.м мм мм % кг/га пгг./п.м мм мм %

Пшеница 135,0 60,8 13,47 17,7 131,0 136,0 61,2 14,9 11,5 80,0

164,0 74,0 10,0 14,7 147,0 163,0 73,6 13,3 10,5 79,5

197,7 88,4 8,0 9,4 117,0 196,0 88,0 10,0 8,8 80,0

Овес 160,7 76,3 9,55 12,2 128,5 159,1 72,8 10,8 8,4 77,8

200,0 92,0 7,25 8,9 122,7 198,5 90,8 10,1 7,5 74,6

Ячмень 125,0 36,4 23,1 29,3 127 123 35,2 26,8 17,7 66,0

152,6 44,0 17,5 20,3 116 153 44,4 20,1 13,0 64,6

Морковь 2,1 66,0 15,6 18,1 116,0 2,2 69,2 14,5 12,0 83,0

2,6 83,6 13,5 13,0 114,5 2,5 82,0 12,5 10,6 84,8

5,4 172,8 6,1 4,9 81,5

1Д 34,8 27,7 22,6 81,7

Свекла 13,0 34,4 28,5 29,3 102,7 13,2 34,8 28,1 17,7 63,0

7,0 18,4 42,7 43,5 101,8 7,5 19,6 36,0 25,0 72,0

Огурцы 3,5 7,7 137,6 133,6 97,3 3,4 7,6 124,1 91,9 74,0

5,4 12,0 78,2 87,7 112,2 5,7 12,8 76,8 56,1 73,0

7,4 16,4 57,7 66,4 115,0 7,1 15,9 61,7 47,8 77,4

Отличительной особенностью разработанной многофункциональной поч-вообрабатывающе-посевной машины (М1Д1М) является использование простых по конструкции и недорогих по стоимости деталей и узлов. Для ее изготовления требуется стандартный прокат: металлический лист, уголок, швеллер и т.д. Основную часть узлов и деталей можно не только отремонтировать в любом хозяйстве, оснащенном минимальным набором ремонтного оборудования, но и изготовить заново.

С помощью МППМ можно выполнять различные операции поверхностной обработки почвы, рядовой и разбросной посев зерновых и других культур, посев пропаптнътх культур и последующую междурядную обработку, поверхностное внесение туков с последующей или одновременной их заделкой почвообрабатывающими машинами, а при наличии в энегосредстве передней и задней навесок можно комплектовать различные комбинированные агрегаты. В общей сложности МППМ может выполнять более 10 операций.

Основными рабочими органами машины в вариантах рядовой и пропашной сеялок являются вибрационные высевающие аппараты. Для сеялок разработаны вибрационные аппараты, которые в зависимости от конструкции высевающих устройств разделяются на три группы. Каждая из групп представлена базовой моделью и ее модификациями. Группа с цилиндрическим высевающим устройством — базовой моделью и двумя модификациями, группа с лотковыми высевающими устройствами — базовой моделью и шестью модификациями, а со штанговым высевающим устройством - базовой и одной модификацией.

Для настройки на заданную норму высева рядовой (рис. 21) и пропашной сеялок разработаны номограммы для основных высеваемых культур.

Рис. 21. Номограмма для настройки МППМ в варианте рядовой сеялки на заданную норму высева семян зерновых и зернобобовых культур

Аналогичная номограмма построена и для овощных культур..

Основой для построения номограмм послужили результаты исследований, позволивших установить взаимосвязь между основными параметрами, влияющими на процесс высева семян при заданной норме как в млн шт./га семян, так и в кг/га.

Новизна технических решений, заложенных в конструкции МППП, подтверждена 16 патентами Российской Федерации на изобретения.

В шестой главе в соответствии с программой и методами испытаний посевных машин приводится краткая характеристика многофункциональной машины в варианте рядовой зерновой сеялки (рис. 22). Даются характеристики условий испытаний, описываются режимы работы испытуемой л контрольной сеялок, а также приводятся сравнительные результаты этих испытаний.

Критериями оценки результатов сравнительных испытаний сеялок являлись равномерность распределения растений в рядках, интервалы между ними и урожайность на засеянных участках.

В результате испытаний было установлено, что при нормах высева 202 кг/га контрольной сеялкой С3-3,6А и 200 кг/га - экспериментальной, равномерность распределения растений в рядах выше у последней.

Для контрольной сеялки количество растений на 5-сантиметровых участках колебалось от 0 до 9 шт., а у экспериментальной от 2 до 8 шт. Суммарное количество участков с растениями от 4 до 7 шт. у первой 47,5, а у второй - 77,5%. Коэффициенты вариации интервалов между соседними растениями соответственно были равны 121,5 и 88,6%.

В процессе уборки была определена урожайность по зерну на за-Рис. 22. МППМ в варианте зерновой се- четных участках. Урожайность на ялки: 1 - быстросъемный понизитель; участке, засеянным эксперимен-

2 - нижняя тяга навески трактора; тальной сеялкой, составляла 2,9

3 - опорное колесо; 4 - верхняя тяга на- т/га, а на контрольном 2,62 ц/га. вески трактора; 5 - кронштейн; 6 - рама; Приведенные данные подтвержда-7 - бункер; 8 - кронштейн крепления вы- ют преимущество сеялки с вибра-севающего аппарата; 9 — высевающий ционными аппаратами по сравне-аппарат; 10 - привод высевающих аппа- ншо с сеялкой с катушечными как ратов; 11-семяпроводы; 12-сошники по качественным показателям процесса высева, так и по конечному результату.

Более высокие показатели качества рабочего процесса вибрационного аппарата обеспечили прибавку урожая по сравнению с контролем на 10,6 %.

На основе разработанных целевых функций приводится расчет экономической эффективности универсальной почвообрабатывающе-посевной машины в варианте зерновой сеялки с вибрационным высевающим аппаратом и оценка ее конкурентоспособности. Обоснование экономической эффективности разработки и конкурентоспособности выполнено расчетным методом.

За год энергетический доход от использования МППМ в варианте зерновой сеялки по сравнению с С3-3,6А составил 1134 МДж/га, а размер экономии 13477 руб. Это вызвано снижением прямых и эксплутационных затрат. Всего эксплутационные затраты снизятся на 33,4%, что является важным показателем конкурентоспособности предлагаемого варианта сеялки.

При сравнении двух агрегатов снижение материалоемкости экспериментального образца составило 43,12%, снижение энергоемкости 32,16%.

Полученный коэффициент конкурентоспособности К = 1,49 показал, что экспериментальная сеялка вполне конкурентоспособна на рынке аналогичных устройств.

Анализ экономической эффективности позволил сделать вывод, что по сравнению с серийной С3-3,6А МППМ в варианте рядовой сеялки имеет ряд важных преимуществ в эксплуатации, требует меньше затрат на ТОРХ, ГСМ, амортизационные отчисления. Ее цена значительно ниже серийной сеялки, что является определенной гарантией привлечения потребителей на рынке такого класса машин.

ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного анализа установлено, что технологические процессы и технические средства, связанные с высевом, занимают одно из значимых мест в общем комплексе по возделыванию с.-х. культур. Качество технологических процессов высева, определяемое агротехническими требованиями, в большей степени зависит от равномерности потоков семян, формируемых в процессе их дозирования. Техническими средствами, дозирующими поток семенного материала, являются высевающие аппараты.

2. Обзор существующих технологических процессов высева семян и проведенный системный анализ технических средств, реализующих эти процессы, позволили отметить существенные их недостатки и на основе разработанной модели энергетического обоснования предложить технологический процесс высева семян с использованием принципа вибрации семенного материала и принципиально новые технические средства, рабочие процессы которых базируются на сочетании свободного истечения семян из бункера в колеблющееся высевающее устройство и принудительное - через его высевные отверстия, размеры которых значительно меньше критического их радиуса. На основе существующих и собственных разработок разработана системная классификация вибрационных высевающих аппаратов.

3. Теоретические исследования рабочих процессов на основе морфологического анализа вибрационных аппаратов со штанговыми, цилиндрическими и лотковыми высевающими устройствами дали возможность разработать с использованием положений классической механики и механики сыпучих сред ма-

тематические и имитационные модели в виде программ для ЭВМ, позволяющие:

при изучении характера движения семян в штанге определить реальные диапазоны изменений основных факторов, влияющих на рабочий процесс высева;

при изучении формы свободной поверхности семян в цилиндрическом и лотковом высевающих устройствах оказалось достаточным описание движения в рамках модели безвихревого (потенциального) течения тяжелой идеальной жидкости, расчеты показали локализацию возмущений поверхности у торцевых стенок лотка, где нежелательно размещать высевные отверстия;

для описания движения семян из бункера и выпадения их в отверстия на основе имитационных моделей сыпучей среды, провести численный расчет с возможностью наблюдения и фиксирования изменений в равномерности расхода семян через высевные отверстия при различных значениях переменных факторов и обосновать диапазоны их изменения.

4. Для надежного высева семян на основании закономерностей движения семенного материала установлено, что ускорения, развиваемые колеблющимися высевающими устройствами, не должны превышать 20...25м/с2, лучшие показатели по равномерности формируемого потока различных семян показали продолговатые отверстия, большая ось которых совпадает с направлением колебания высевающего устройства. Для этих отверстий коэффициент вариации расхода составил 2,7...3,3%.

5. Теоретическими и экспериментальными исследованиями обоснованы оптимальные режимы вибрационных высевающих аппаратов параметры которых обеспечивают высев семян различных с.-х. культур, удовлетворяющий агротехническим требованиям:

частота и амплитуда колебаний вибрационного аппарата .со штанговым высевающим устройством при высеве зерновых культур соответственно равны 9 Гц и 6 мм, угол наклона штанги в пределах 2...6 градусов, ширина высевных отверстий 10 мм при регулируемой длине до 30 мм;

частота колебаний и угол поворота цилиндра вибрационного аппарата с цилиндрическим высевающим устройством соответственно равны 9 Гц и 9 градусов при уровне семян в цилиндре 35 мм. Ширина высевных отверстий должна оставлять 0,7... 1,2 от длины семян высеваемых культур.

частота и амплитуда колебаний вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством при высеве семян зерновых, зернобобовых культур соответственно равны 9 Гц и 6 мм, при уровне семян в лотке 70... 100 мм, ширина высевных отверстий 10... 14 мм в зависимости от длины семян, максимальная длина отверстий должна быть 25.. .30 мм;

частота и амплитуда колебаний вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством при высеве семян овощных культур соответственно равны 9 Гц и 8 мм (при высеве семян свеклы и огурца), 4...5 мм при высеве мелких семян (морковь, редька и др.), ширина отверстий 3...4 мм для мелких семян и 8 мм для крупных, максимальная длина отверстий 15...20 мм.

6. На оптимальных режимах работы вибрационных аппаратов с различными высевающими устройствами обоснована возможность регулирования нормы высева семян в широком диапазоне за счет изменения длины высевных отверстий.

При высеве туков была установлена прямопропорциональная зависимость среднего их расхода через высевное отверстие от его длины. Для каждой длины определялись коэффициенты Н и Нпр. При увеличении длины эти коэффициенты снижались и при средней норме их высева на гектар составляли 3,4 и 0,5%.

По результатам исследований вибрационного аппарата с лотковыми высевающими устройствами были получены зависимости среднего расхода семян через высевное отверстие от частоты и амплитуды колебаний лотков и уровней в них семян. Анализ данных показывает, что на расход семян в большей степени влияет частота колебаний, чем амплитуда. Увеличение уровней семян в лотке снижает расход их через высевное отверстие.

Для прямоугольных высевных отверстий получены зависимости между их длиной и расходом семян. Для всех семян они подчиняются прямопропор-циональному закону, что дает возможность регулировать норму высева семян в широком диапазоне ее изменения.

7. В соответствии с разработанными целевыми функциями оценочные показатели качества работы вибрационных аппаратов позволили в сравнении с катушечными, устанавливаемыми на зерновых и овощных сеялках последнего поколения, путем высева семян на движущуюся ленту установить качественные показатели различных аппаратов.

Равномерность распределения семян вибрационными аппаратами на 5-сантиметровых участках рядка имеет более низкие значения коэффициента вариации интервалов между соседними семенами. При высеве семян зерновых культур вибрационным аппаратом коэффициент вариации интервалов в 1.6....1,85 раза, а овощных и трав в 1,35. ...1,5 раза меньше по сравнению с катушечным аппаратом.

8. Результаты теоретических и экспериментальных исследований вибрационных высевающих аппаратов реализованы в конструкции Ml 11IM, работающей в вариантах зерновой и овощной сеялок, конструктивные схемы которых выбраны на основе анализа целевых функций, морфологического анализа и современных тенденций развития с.-х. машин.

Ml IHM комплектуется разработанным необходимым набором рабочих органов, позволяющих путем несложной переналадки выполнять около десяти технологических операций по обработке почвы, посеву зерновых и трав разбросным и рядовым способами, рядовой посев овощных и других культур, возделываемых широкорядным и ленточным многострочным способами, и междурядную обработку при уходе за пропашными культурами.

Конструкция МППМ отвечает требованиям энерго- и ресурсосбережений, а ее компоновочная схема — блочно-модульному принципу функционирования.

9. Полевые испытания МППМ в варианте рядовой зерновой сеялки с вибрационными высевающими аппаратами показали ее преимущества в сравнении

с серийной сеялкой С3-3,6А. Прибавка урожая для экспериментальной сеялки составила 0,28 т/га.

10. Экономическая эффективность, определенная на базе целевых функций, от использования МППМ в варианте зерновой сеялки, по сравнению с серийной С3-3,6А, составила 13 477 руб. в год, энергетический доход 1134 МДж/га при сроке окупаемости машины 3,12 года, а коэффициент конкурентоспособность ее на рынке аналогичных машин достаточно высока. При сравнении агрегатов С3-3,6А и экспериментального, снижение материалоемкости экспериментального образца составило 43,12%, снижение энергоемкости 32,16%.

Выражаю благодарность ректору Красноярского аграрного университета Цуглеику Николаю Васильевичу и д-ру ф.-м. наук, профессору Вогульскому Игорю Олеговичу за помощь в научном консультировании при подготовке данной диссертации.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Монографии

Вишняков, A.A. Многофункциональная почвообрабатывающе-посевная машина / A.A. Вишняков; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2004. - 202 с.

Учебные пособия

Вишняков, A.C. Универсальные сельскохозяйственные машины и их рабочие органы / A.C. Вишняков, A.A. Вишняков; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2003.-145 с.

Научные отчеты

Обоснование параметров и режимов работы высевающего аппарата вибрационного типа: отчет о НИР за 2000-2003 гт. (заключ.) / СО РАСХН КНИИСХ; рук. В.В. Гречка; испол. A.A. Вишняков [и др.]. - № ГР 06.05.02.Н. - Красноярск, 2003. -41с.

Статьи

1. Вишняков, A.C. Универсальная машина для обработки почвы посева и посадки с.-х. культур / A.C. Вишняков, A.A. Вишняков [и др.] И Наука с.-х. производству: мат-лы науч. конф. / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 1993 . - С. 26-28.

2. Вишняков, A.A. Вибрационно-штанговый высевающий аппарат сеялки / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков О.В. Лисунов // Наука с.-х. производству: мат-лы науч. конф. / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 1995 . - С. 71-72.

3. Вишняков, A.C. Влияние режимов работы вибрационного высевающего аппарата на его оценочные показатели / A.C. Вишняков, A.A. Вишняков // Технологии неистощимого землепользования: мат-лы науч. конф. / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 1997. - С. 8-9.

4. Вишняков, A.A. > Результаты лабораторных исследований вибрационно-пггангового высевающего аппарата сеялки / АА. Вишняков, A.C. Вишняков,. В.А. Филькин // Вестн. КрасГАУ. - Красноярск, 1998. - Вып. 3. - С. 57-62.

5. Вишняков, A.A. Многофункциональная навесная машина для фермерских хозяйств / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Техника в сельском хозяйстве. — 1998. -№3.- С. 29-31.

6. Вишняков, A.A. Обоснование геометрических и кинематических параметров вибрационного высевающего аппарата сеялки / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Вестн. КрасГАУ. - Красноярск, 1999. - Вып. 5. - С. 52-55.

7. Вишняков, A.A. Поведение семенного материала в вибрационном высевающем аппарате / A.A. Вишняков, В.А. Меновщиков // Вестн. КрасГАУ. — Красноярск, 1999. - Вып. 5. - С. 57-60.

8. Вишняков, A.A. Номограмма для установки сеялки с вибрационно-штанговым высевающим аппаратом па заданную норму высева / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков, В.А. Филькин // Вести. КрасГАУ. - Красноярск, 2000. — Вып. 5.-С. 55-57.

9. Вишняков, A.A. МНМ — фермеру / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Сельский механизатор. — 2000. — №8. — С. 16-17.

10. Вишняков, A.A. Машина для возделывания овощей / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Сельский механизатор. — 2000. — №8. — С. 17—18.

11. Вогульский, И.О. Движение сухих семян в вибрационном лотке сеялки / И.О. Вогульский, A.A. Вишняков, А.Л. Никифоров // Машинные технологии и техника для производства зерновых, масличных и зернобобовых культур: сб. науч. докл. Междунар. науч.-практ. конф. «Земледельческая механика в растениеводстве». - Т. 3. 4.2. - М.: ВИМ, 2001. - С. 106-111.

12. Вишняков, A.A. Работа вибрационного высевающего аппарата с учетом профиля поверхности засеваемого поля / A.A. Вишняков, А.Л. Никифоров // Докл. ТСХА. - Вып. 273. - М„ 2001. - С. 302-309.

13. Вишняков, A.A. Универсальная навесная сельскохозяйственная машина / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков, В.В. Гречка // Сб. науч. тр. Междунар. конф. по проблемам опустынивания и защиты биологического разнообразия приро-дохозяйственных комплексов аридных регионов России / под ред. Г.А. Рома-ненко. -М.: Современные тетради, 2003. — С. 448-451.

14. Вишняков, A.A. Установка зерновой сеялки с вибрационным высевающим аппаратом на заданную норму высева / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Прил. к Вестн. КрасГАУ. - Красноярск, 2003. - Вып. 1. - С. 152-155.

15. Вишняков, A.A. Результаты исследований высевающего аппарата универсальной навесной машины при высеве семян пшеницы / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков, В.В. Гречка // Сб. науч. тр. Междунар. конф. по проблемам опустынивания и защиты биологического разнообразия природно-хозяйственных комплексов аридных регионов России / под ред. Г.А. Романен-ко. — М.: Современные тетради, 2003. — С. 451-455.

16. Вишняков, A.A. Исследование рабочего процесса вибрационного высевающего аппарата при высеве мелкосеменных культур / A.A. Вишняков // Аграрная наука на рубеже веков: мат-лы Всерос. науч. конф. / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2003. - С. 64-66.

17. Вишняков, A.A. Универсальная навесная сельскохозяйственная машина / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Вестн. КрасГАУ. — Красноярск, 2003. — Вып. 3.-С. 219-222.

18. Вишняков, A.A. Многоструйный вибрационный высевающий аппарат сеялки / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Техника в с.х. - 2003. — №3. - С. 3-5.

19. Вишняков, A.A. Лабораторные исследования рабочего процесса вибрационного высевающего аппарата / A.A. Вишняков // Ресурсосберегающие технологии механизации с.-х.: прил. к «Вестн. КрасГАУ»: сб. ст. - Красноярск, 2003. — С. 155-161.

20. Вишняков, A.A. Исследование рабочего процесса вибрационного высевающего аппарата при различных его отклонениях от горизонтального положения / A.A. Вишняков // Ресурсосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: прил. к «Вестн. КрасГАУ»: сб. ст. - Красноярск, 2003. - С. 143-147.

21. Вишняков, A.C. Характер перемещения семенного материала в вибрационном штанговом высевающем аппарате сеялки / A.C. Вишняков, A.A. Вишняков, В .А. Филькин // Вестн. КрасГАУ. - Красноярск, 2003. - Вып.4. - С. 219.

22. Вишняков, A.A. Универсальная сельскохозяйственная навесная полевая машина / A.A. Вишняков, A.C. Вишняков // Достижения науки — агропомыш-ленному производству: сб. науч. тр. Междунар. пауч.-практ. конф. - Челябинск, 2004.-4.2.-С. 64-68.

23. Вишняков, A.A. Показатели рабочего процесса вибрационного аппарата при высеве семян пшеницы / A.A. Вишняков // Достижения науки - агропомыш-ленному производству: сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф. - Челябинск, 2004.-4.2.-С. 68-72.

24. Вогульская, H.A. Имитационный подход к моделированию движения гранулированных сред / H.A. Богульская, И.О. Вогульский, A.A. Вишняков // Вестн. КрасГАУ. - Красноярск, 2005. - Вып. 9. - С. 219-222.

Патенты РФ па изобретение

1. Пат. 2061349 Россия, МКИ А 01 В 39/16, 51/00. Рама универсальной навесной сельскохозяйственной машины / Вишняков A.C., Вишняков A.A., Вишняков A.A.; опубл. 10.06.96, Бюл. № 16. - 7 с.

2. Пат. 2072760 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Вибрациошшй штанговый высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.C., Вишняков A.A. [и др.]; опубл. 10.02.97, Бюл. №4.-16 с.

3. Пат. 2077185 Россия, МКИ А 01 С 7/20. Секция сошников универсальной сеялки / Вишняков A.C., Вишняков A.A. [и др.]; опубл. 20.04.97, Бюл. №11. -12 с.

4. Пат. 2086088 Россия, МКИ А 01 С 7/04, 7/16. Высевающий аппарат / Вишняков A.C., Вишняков A.A., Вишняков A.A. [и др.]; опубл. 10.08.97, Бюл. № 22. -12 с.

5. Пат. 2111642 Россия, МКИ А 01 С 7/02. Высевающий аппарат / Вишняков A.C., Вишняков A.A.," Вишняков A.A.; опубл. 27.05.98, Бюл. № 15. — 13 с.

6. Пат. 2121779 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Вибрационный штанговый высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.C., Вишняков A.A., Вишняков A.A.; опубл. 20.11.98, Бюл. № 32.-10 с.

7. Пат. 2129767 Россия, МКИ А 01 С 7/04. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.A., Вишняков A.C., Вишняков A.A.; опубл. 10.05.99, Бюл. № 13. - 9 с.

8. Пат. № 2131657 Россия, МКИ А 01 С 7/20. Катково-сферический сошник сеялки / Вишняков A.A., Вишняков A.C., Вишняков A.A.; опубл. 20.06.99, Бюл. № 17.-9 с.

9. Пат. 2150805 Россия, МКИ А 01 С 7/00, 7/02, и А 01 В 49/06. Высевающий аппарат комбинированной сеялки / Вишняков A.A., Вишняков A.C., Вишняков A.A.; опубл. 20.06.2000, Бюл. №17. - 10 с.

10. Пат. 2161877 Россия, МКИ А 01. С 7/16. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.A., Вишняков A.C., Вишняков A.A.; опубл. 01.03.99, Бюл. № 2. -15 с.

И. Пат. 2172086 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.A. [и др.]; опубл. 20.08.2001, Бюл. №23. - 8 с.

12. Пат. 2777215 Россия, МКИ А 01 С 7/20. Секция сошников овощной сеялки / Вишняков A.C., Вишняков A.A., Лисунов Ö.B.; опубл. 27.12.2001, Бюл. № 36. -15 с.

13. Пат. 2192111 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Вибрационный высевающий аппарат овощной сеялки / Вишняков A.A. [и др.]; опубл. 10.11.2J02, Бюл. № 31. — 13 с.

14. Пат. 2200379 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.A., Вишняков A.C., Вишняков A.A.; опубл. 12.04.2001, Бюл.№ 8. -13 с.

15. Пат. 2210201 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.A. [и др.]; опубл. 20.08.2003, Бюл. № 23. - 13 с.

16. Пат. 2216161 Россия, МКИ А 01 С 7/12. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков A.A., Вишняков A.C., Вишняков A.A.; опубл. 04.06.2003, Бюл. №32.-11 с.

Санитарно-эпидемиологическое заключение X« 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003 г. Подписано в печать 25.04.2006. Формат 60x84/16. Бумага тип. X» 1. Офсетная печать. Объем 2,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 447

Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина. 1.17

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ВЫСЕВА СЕМЯН.

1.1. Технологические процессы возделывания-х. культур, способы их посева, агротребования.

1.2. Технологические процессы и технические средства высева семян и их структурные элементы.

1.2.1 .Питающие емкости.

1.2.2.Высевающие аппараты.

1.2.3.Семяпровод ы.

1.2.4.Сошники посевных машин.

1.3.Высевающие аппараты посевных машин.

1.3.1.Назначение, классификация и агротехнические требования.

1.3.2.Высевающие аппараты непрерывного высева.

1.3.3.Высевающие аппараты циклического высева.

1.4.Вибрационные высевающие аппараты.

1.4.1.Использование вибрации в сельскохозяйственной технике.

1.4.2.Обзор вибрационных высевающих аппаратов.

Выводы по первой главе и задачи исследований.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ СТРУКТУРНОЙ МОДЕЛИ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА

ВИБРАЦИОННГО ВЫСЕВА СЕМЯН.

2.1.Структурная модель процесса высева.

2.2. Классификация технических средств вибрационного высева.97 2.3.1. Математическая модель движения семенного материала по штанге.

12.4. Математическая модель движения семян в вибрирующем лотке высевающего устройства.

2.4.1. Состояние свободной поверхности семян в колеблющемся лотковом высевающем устройстве вибрационного аппарата.

2.4.2.Вертикальная вибрация семян в лотковом высевающем устройстве.

2.4.3.Имитационная динамическая модель движения семян в колеблющемся лотке.

2.5. Математическая модель движения семян в цилиндрическом высевающем устройстве.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1.Программа исследований.

3.2.Макетные образцы вибрационных высевающих аппаратов.

3.2.1.Вибрационный аппарат со штанговым высевающим устройством.

3.2.2.Вибрационный аппарат с цилиндрическим высевающим устройством.

3.2.3.Вибрационный аппарат с лотковым высевающим устройством.

3.3.Лабораторные установки для проведения экспериментальных исследований.

3.4.Оценочные показатели рабочего процесса вибрационного высевающего аппарата и методики их определения.

3.5.Порядок проведения опыта и используемые измерительные приборы.

3.6.Методика проведения многофакторного эксперимента.

3.7.Определение усилия при погружении плунжера в колеблющийся слой семенного материала.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1.Состояние семенного материала в высевающем устройстве при его колебаниях.

4.2.Влияние формы и расположения высевного отверстия на средний расход семян.

4.3. Исследования вибрационного аппарата со штанговым высевающим устройством.

4.3.1. Результаты исследований аппарата при высеве семян пшеницы.

4.3.2. Результаты исследований при высеве туков.

4.4. Результаты исследований вибрационного аппарата с цилиндрическим высевающим устройством.

4.5.Исследования вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством при высеве семян зерновых и зернобобовых культур.

4.5.1.Результаты исследований аппарата при высеве семян пшеницы.

4.5.2.Результаты исследований аппарата при высеве семян овса.

4.5.3.Результаты исследований аппарата при высеве семян гороха.

4.5.4.Результаты исследований аппарата при высеве семян ржи и ячменя.

4.6. Исследования вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством при его отклонениях от горизонтального положения.

4.7. Исследования вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством при высеве семян овощных культур и трав.

4.7.1. Результаты исследований аппарата при высеве семян моркови.

4.7.2. Результаты исследований аппарата при высеве семян свеклы.

4.7.3. Результаты исследований аппарата при высеве семян огурцов.

4.7.4. Результаты исследований аппарата при высеве семян редьки и редиса.

4.7.5.Результаты исследований аппарата при высеве семян люцерны.

4.8.Допустимые отклонения частоты колебаний лоткового высевающего устройства от оптимальной.

Выводы по четвертой главе.

ГЛАВА 5.РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Назначение многофункциональной почвообрабатывающе-посевной машины.

5.2.Рама машины и ее дополнительное оборудование.

5.3.Вибрационные аппараты многофункциональной машины.

5.3.1. Много функциональная машина в варианте сеялки со штанговым высевающим аппаратом.

5.3.2. Многофункциональная машина в варианте сеялки с высевающими устройствами цилиндрической формы.

5.3.3. Многофункциональная машина в варианте сеялки с лотковыми высевающими устройствами.

5.4.Привод вибрационных высевающих устройств МППМ.

5.5. Сошники и сошниковые секции машины с катково-сферичискими сошниками.

5.6.Настройка многофункциональной машины в варианте зерновой сеялки.

5.7. Настройка многофункциональной машины в варианте овощной сеялки.

Выводы по пятой главе.

ГЛАВА 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.

6.1. Полевые испытания сеялки с вибрационными аппаратами.

6.1.1. Рядовая сеялка с вибрационными высевающими аппаратами.

6.1.2. Настройка сеялки на различные режимы работы.

6.1.3. Характеристика условий испытаний.

6.1.4.0пределение показателей качества работы сравниваемых высевающих аппаратов.

6.2. Экономическая эффективность многофункциональной почвообрабатывающе-посевной машины с вибрационным высевающим аппаратом.

Выводы по шестой главе.

ВЫВОДЫ.

Основной задачей АПК страны является полное удовлетворение потребностей населения собственными продуктами питания, а перерабатывающей промышленности - сырьем.

Федеральными программами стабилизации и дальнейшего развития аграрного сектора России предусматривается в ближайшие годы увеличить ежегодные валовые сборы зерна до 100 млн. т. в год, а в перспективе (2015.2017 гг.) довести урожайность зерновых культур до среднемировых показателей (2.7.3 т/га) и стабилизировать производство зерна на уровне 150.170 млн.т. [1,2].

Наряду с зерновой проблемой программами предусматривается и увеличение производства овощей. Для удовлетворения потребностей населения в овощах необходимо ежегодно производить 17,5. 18 млн.т. витаминной продукции, в то время как сейчас их производство находится на уровне 11. 12 млн.т. [3,4].

Решение этих проблем требует технологического перевооружения на базе энерго- и ресурсосберегающей техники нового поколения, существенное повышение качества выполняемых ими процессов и создание необходимых условий для полного раскрытия потенциала урожайности возделываемых культур на всех этапах их роста и развития, в том числе и на посеве. В настоящее время потенциал урожайности сортов с.-х. культур используется лишь на 50.80% [5].

Возделывание с.-х. культур обеспечивается совокупностью последовательно сменяющихся механизированных технологических процессов, обусловленных научно-обоснованными агротребованиями и биологией роста и развития растений. Технологические процессы при которых осуществляется посев семян занимают одно из ведущих мест в общем комплексе работ по возделыванию с.-х. культур, обеспечивающих повышение их урожайности при одновременном снижении себестоимости.

Технологические процессы высева семян различных культур представляют собой отдельные, неразрывно связанные между собой операции. В этом комплексе наиболее ответственной является операция дозирования семян. Равномерность их потока, формируемого при дозировании, определяет качество всего технологического процесса высева.

Технологические процессы высева семян различных культур реализуются посевными машинами (сеялкам), оснащенными структурными элементами (рабочими органами), каждый из которых выполняет определенную операцию с семенами.

Различия в физико-механических свойствах семян высеваемых культур, агротехнике их возделывания, недостаточная универсальность основных рабочих органов посевных машин обусловило выпуск различных по назначению и конструкции сеялок, что было связано с определенными трудностями и значительными денежными и материальными затратами.

Технический уровень отечественных сеялок в доперестроечный период определялся «Системой машин», в разработке которой принимали участие ГСКБ заводов, союзные и отраслевые научно-исследовательские и учебные институты [6]. Благодаря их усилиям были разработаны и поставлены на производство рядовые зерновые сеялки шириной захвата 3,6м, а для почв, подверженных ветровой эрозии, шириной 2,1м. Для посева овощных культур - овощные сеялки - шириной захвата 2,8м, а позднее 4,2 и 5,4м.

Эти сеялки оснащаются катушечными высевающими аппаратами (ВА) непрерывного высева. Проведенные позднее в различных регионах страны исследования по уточнению обоснованности агротехнических требований к качеству работы ВА, послужило основанием для разработки и производства широкозахватных сеялок с централизованными пневматическими высевающими системами [7]. В настоящее время из-за отсутствия четкой координации конструкторских организаций и базовых заводов производство посевных машин развивается стихийно. На отечественном рынке появились зарубежные посевные машины, отличающиеся высоким качеством изготовления, оборудованных системами контроля технологического процесса их работы [8]. Согласно данным [9,10], около двух десятков иностранных фирм выпускают более двухсот моделей сеялок шириной захвата от 2 до 9м, при этом предпочтение они отдают навесному их варианту. В процессе испытания и хозяйственных работ зарубежных сеялок были выявлены такие недостатки, как неполное соответствие отечественным агротребованиям, особенно при неустойчивых погодных условиях и высокая стоимость, как самих машин, так и запасных частей [11,12].

Основным критерием технического уровня с.-х. машин, в том числе и сеялок, является их спрос на отечественном и мировом рынке. Существующий парк отечественных посевных машин представлен большой номенклатурой однооперационных сеялок, обусловливающих низкую их сезонную загрузку и дополнительные расходы на приобретение, эксплуатацию и ремонт. Анализ дальнейшего совершенствования техники для растениеводства позволил определить основные направления их развития.

Одним из перспективных направлений перевооружения с.-х. производства является оснащение его универсальными, в том числе многофункциональными, машинами с необходимым набором рабочих органов, позволяющих путем быстрой переналадки выполнять несколько технологических операций, не совпадающих по агротехническим срокам. Материалоемкость таких машин в 1,5. .2 раза ниже однооперационных, выполняющих тот же объем работ, что значительно снижает их стоимость. Известно, что расход ГСМ, затраты труда и средств на эксплуатацию и ремонт находится в прямой зависимости от массы машины. В связи с этим новое поколение машин должно разрабатываться с учетом многофункциональности и блочно-модульного принципа их функционирования при более низких энергозатратах.

В технологическом процессе высева любой сеялкой участвует несколько структурных элементов (рабочих органов), но основным, определяющим качество высева, является ее высевающий аппарат (ВА).

В зерновых и некоторых овощных сеялках используются аппараты непрерывного высева, а в пропашных сеялках однозернового высева - аппараты циклического или пульсирующего действия.

Наиболее распространенным аппаратом непрерывного высева является катушечный со сдвигаемой или неподвижной катушкой. Эти аппараты являются одноструйными, т.е. каждый из них подает семена в один рядок. Катушки аппаратов, осуществляющих высев семян с большой нормой, плохо справляются с высевом семян с малой нормой. Многие детали катушечного аппарата требуют сложных технологий их изготовления, что обусловливает их высокую стоимость. Установка на норму и равномерность высева осуществляется с помощью трех регулировок, что повышает трудоемкость операций по подготовке сеялки к работе и требует высокой квалификации настройщика.

В производственных условиях этот аппарат не удовлетворяет требованиям по качеству посева, оцениваемого равномерностью распределения семян в рядке. По данным Комаристова В.Б. при различных нармах высева коэффициент вариации интервалов между семенами в рядке колеблется от 93 до 122% [13]. Кроме того, при этом наблюдается и травмирование семян. Согласно исследованиям Еремина В.Н. при частоте вращения катушки 30.60 мин"1 повреждение семян овса составилоЗ,5.9,7%, пшеницы - 5,3. 14,5% и ржи6,7. 17,6% [14].

К аппаратам непрерывного высева относятся централизованные высевающие системы (ЦВС), осуществляющие общее дозирование семян в пневмопровод и их транспортирование к сошникам воздушным потоком. Подача семян в пневмопровод осуществляется катушками больших размеров. В некоторых системах предусматривается двойное деление пневмозерновых смесей в специальных делительных головках. Существенными недостатками таких высевающих систем являются: сложность поддержания постоянной скорости воздушного потока, транспортирующего семена, возможность забивания семяпроводов при снижении его скорости, повреждение семян в процессе их транспортирования и деления на отдельные потоки в распределительных головках [7]. Все это приводит к значительной неравномерности распределения семян вдоль рядков и по занимаемой площади. Если при высеве семян зерновых культур такими системами неравномерность распределения семян вдоль рядков компенсируется биологическими особенностями этих культур и не приводит к значительному снижению урожайности, то этого нельзя сказать про семена пропашных и овощных культур. При общей простоте технологической схемы функционирования, в конструктивном отношении они значительно сложнее механических ВА, в том числе из-за высокооборотных вентиляторов с приводом от вала отбора мощности трактора. Высевающие системы сеялок с центральным дозированием целесообразно использовать в степных районах с большими размерами полей, засеваемых в сжатые агросроки.

К ВА непрерывного высева относится вибрационная высевающая систему (ВВС) «Клен» с централизованным управлением режимом работы - изменением частоты и амплитуды колебаний высевающего элемента в зависимости от нормы высева и физико-механических свойств семян. Эта система не требует привода высевающих устройств. Однако, применение ее ограничивается из-за отсутствия устройств для внесения минеральных удобрений. По данным испытаний сеялки с ВВС на Северо-Кавказской МИС отмечена повышенная неравномерность ее высева [8]. Кроме того, ее стоимость по сравнению с традиционной системой и ЦВС значительно выше.

Применяемые в сеялках точного однозернового высева механические и пневматические аппараты, расположенные непосредственно в секциях, более равномерно распределяют семена вдоль рядка по сравнению с катушечными. Однако, в результате низкой всхожести большинства семян пропашных и овощных культур это преимущество сводится к минимуму. Кроме того, эти аппараты, являясь одноструйными, сложнее катушечных, а их стоимость значительно выше.

Несмотря на многообразие высевающих систем, универсальный аппарат, удовлетворяющий всем агротехническим и эксплутационным требованиям высева семян с различными физико-механическими свойствами и нормами высева, до сих пор не создан [15].

Конструктивно-технологические схемы рассмотренных высевающих аппаратов не вписываются в компоновочные схемы многофункциональных полевых машин, работающих в вариантах рядовой или пропашной сеялок. Поэтому работы исследователей и конструкторов, связанные с совершенствованием существующих и разработкой принципиально новых ВА, свободных от названных выше недостатков, являются актуальными. К ним можно отнести аппараты, рабочие процессы которых основаны на использовании вибрации, в результате которой семена приобретают свойства, повышающие их «текучесть».

Ограниченное использование ВА, в рабочих органах которых используется принцип вибрации, объясняется не только недостаточной изученностью процесса, но и низким уровнем технических решений, положенных в основу их рабочих процессов, оценочные показатели которых не удовлетворяют агротехническим требованиям.

Принципиально новым техническим решением, повышающим качество технологического процесса высева семян вибрационным аппаратом, является отделение колеблющегося объема семян от общего объема в бункере. При этом в процессе высева автоматически сохраняются параметры колеблющегося объема семян за счет постоянной подпитки его семенами из бункера. При этом создаются равновозможные условия для всего объема семян в высевающем устройстве, что позволяет обеспечить многоструйное и равномерное их истечение через все высевные отверстия.

Аппараты, работающие с использованием принципа вибрации, являются универсальными, так как изменением режима колебаний можно добиться высева семян, значительно отличающихся по физико-механическим свойствам и нормам высева.

Технологический процесс многоструйного высева значительно упрощает привод аппаратов, что дает возможность удачно вписать их в компоновочную схему универсальной полевой машины, обеспечивающей экономию материальных средств, энерго- и ресурсосбережение при с.-х. работах в варианте рядовой и пропашной сеялок.

В связи с этим весьма актуальной является проблема совершенствования технологического процесса высева семян и создания высевающих систем, основанных на блочно-модульном принципе построения и обеспечивающих высокое качество посева. Решению отмеченной проблемы и посвящена данная работа.

Результаты исследования многоструйного высева семян из замкнутого объема при низкочастотных колебаниях семенного слоя, составившие основу представленной диссертации, выполнены в соответствии с государственной научно-технической программой в течение 1990.2005 гг. на кафедрах сельскохозяйственных машин и теоретической механики и сопротивления материалов Красноярского государственного аграрного университета при участии Красноярского НИИ сельского хозяйства, позволили обосновать параметры вибрационных высевающих аппаратов для посева зерновых и овощных культур, а полученные теоретические и экспериментальные данные составляют научную основу для проектирования и использования вибрационных высевающих аппаратов на сеялках и комбинированных почвообрабатывающе-посевных машинах, работающих в вариантах рядовой и пропашной сеялок.

На основании вышеизложенного была сформулирована цель диссертации: разработка технологического процесса и технических средств многоструйного вибрационного высева семян сельскохозяйственных культур, обеспечивающих снижение материальных и энергетических затрат и повышение качества посева

На защиту выносятся следующие положения:

1. Теоретические модели обоснования технических средств высева семян.

2. Теоретические модели обоснования технологического процесса многоструйного вибрационного высева семян.

3. Классификации вибрационных высевающих аппаратов и конструктивно-технологические схемы со штанговыми, цилиндрическими и лотковыми высевающими устройствами.

4. Двухуровневая система формирования многоструйного потока семян путем сочетания свободного и вынужденного истечения при низкочастотных их колебаниях;

5. Математические модели, описывающих движение семенного материала при его колебаниях в замкнутом объеме и обеспечивающие определение условий равномерного истечения семян через калиброванные высевные отверстия;

6. Экспериментальные зависимости количественных и качественных оценочных показателей вибрационных аппаратов при высеве различных семян от основных факторов, влияющих на их рабочие процессы.

7. Универсальная почвообрабатывающее-посевная машина в варианте зерновой и пропашной сеялок.

8. Аналитические зависимости для настройки вибрационных высевающих аппаратов сеялок на заданную норму высева;

ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного анализа установлено, что технологические процессы и технические средства, связанные с высевом, занимают одно из значимых мест в общем комплексе по возделыванию с.-х. культур. Качество технологических процессов высева, определяемое агротехническими требованиями, в большей степени зависит от равномерности потоков семян, формируемых в процессе их дозирования. Техническими средствами, дозирующими поток семенного материала, являются высевающие аппараты.

2. 2. Обзор существующих технологических процессов высева семян и проведенный системный анализ технических средств, реализующих эти процессы, позволили отметить существенные их недостатки и на основе разработанной модели энергетического обоснования предложить технологический процесс высева семян с использованием принципа вибрации семенного материала и принципиально новые технические средства, рабочие процессы которых базируются на сочетании свободного истечения семян из бункера в колеблющееся высевающее устройство и принудительное - через его высевные отверстия, размеры которых значительно меньше критического их радиуса. На основе существующих и собственных разработок разработана системная классификация вибрационных высевающих аппаратов.

3. Теоретические исследования рабочих процессов на основе морфологического анализа вибрационных аппаратов со штанговыми, цилиндрическими и лотковыми высевающими устройствами дали возможность разработать с использованием положений классической механики и механики сыпучих сред математические и имитационные модели в виде программ для ЭВМ позволяющие:

- при изучении характера движения семян в штанге определить реальные диапазоны изменений основных факторов, влияющих на рабочий процесс высева; достаточным описание движения в рамках модели безвихревого (потенциального) течения тяжелой идеальной жидкости, расчеты показали локализацию возмущений поверхности у торцевых стенок лотка, где нежелательно размещать высевные отверстия;

- для описания движения семян из бункера и выпадения их в отверстия на основе имитационных моделей сыпучей среды, провести численный расчет с возможностью наблюдения и фиксирования изменений в равномерности расхода семян через высевные отверстия при различных значениях переменных факторов и обосновать диапазоны их изменения.

4. Для надежного высева семян на основании закономерностей движения семенного материала установлено, что ускорения, развиваемые колеблющимися высевающими устройствами не должны превышать 20.25м/с2, лучшие показатели по равномерности формируемого потока различных семян показали продолговатые отверстия, большая ось которых совпадает с направлением колебания высевающего устройства. Для этих отверстий коэффициент вариации расхода составил 2,7.3,3%.

5. Теоретическими и экспериментальными исследованиями обоснованы оптимальные режимы вибрационных высевающих аппаратов параметры которых обеспечивают высев семян различных с.-х. культур, удовлетворяющий агротехническим требованиям:

- частота и амплитуда колебаний вибрационного аппарата со штанговым высевающим устройством при высеве зерновых культур соответственно равны 9Гц и 6мм, угол наклона штанги в пределах 2.6 градусов, ширина высевных отверстий 10 мм при регулируемой длине до 30мм;

- частота колебаний и угол поворота цилиндра вибрационного аппарата с цилиндрическим высевающим устройством соответственно равны 9Гц и 9 градусов при уровне семян в цилиндре 35мм. Ширина высевных отверстий должна оставлять 0,7. 1,2 от длины семян высеваемых культур.

- частота и амплитуда колебаний вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством при высеве семян зерновых, зернобобовых культур соответственно равны 9Гц и 6мм, при уровне семян в лотке 70. 100мм, ширина высевных отверстий 10. 14мм в зависимости от длины семян, максимальная длина отверстий должна быть 25. .30мм;

- частота и амплитуда колебаний вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством при высеве семян овощных культур соответственно равны 9Гц и 8мм (при высеве семян свеклы и огурца) 4. .5мм при высеве мелких семян (морковь, редька и др.), ширина отверстий З.4мм для мелких семян и 8мм для крупных, максимальная длина отверстий 15.20мм.

6. На оптимальных режимах работы вибрационных аппаратов с различными высевающими устройствами обоснована возможность регулирования нормы высева семян в широком диапазоне за счет изменения длины высевных отверстий.

При высеве туков была установлена прямопропорциональная зависимость среднего их расхода через высевное отверстие от его длины. Для каждой длины определялись коэффициенты Н и Нпр. При увеличении длины эти коэффициенты снижались и при средней номе их высева на гектар составляли 3,4 и 0,5%.

По результатам исследований вибрационного аппарата с лотковыми высевающими устройствами были получены зависимости среднего расхода семян через высевное отверстие от частоты и амплитуды колебаний лотков и уровней в них семян. Анализ данных показывает, что на расход семян в большей степени влияет частота колебаний, чем амплитуда. Увеличение уровней семян в лотке снижает расход их через высевное отверстие.

Для прямоугольных высевных отверстий получены зависимости между их длиной и расходом семян. Для всех семян они подчиняются прямопропорциональному закону, что дает возможность регулировать норму высева семян в широком диапазоне ее изменения.

7. В соответствии с разработанными целевыми функциями оценочные показатели качества работы вибрационных аппаратов позволили в сравнении с катушечными, устанавливаемыми на зерновых и овощных сеялках последнего поколения, путем высева семян на движущуюся ленту установить качественные показатели различных аппаратов.

Равномерность распределения семян вибрационными аппаратами на 5-ти сантиметровых участках рядка имеет более низкие значения коэффициента вариации интервалов между соседними семенами. При высеве семян зерновых культур вибрационным аппаратом коэффициент вариации интервалов в 1.6.1,85 раза, а овощных и трав в 1,35 .1,5 раза меньше по сравнению с катушечным аппаратом.

8. Результаты теоретических и экспериментальных исследований вибрационных высевающих аппаратов реализованы в конструкции МППМ, работающей в вариантах зерновой и овощной сеялок, конструктивные схемы которых выбраны на основе анализа целевых функций, морфологического анализа и современных тенденций развития с.-х. машин.

МППМ комплектуется разработанным необходимым набором рабочих органов, позволяющих путем несложной переналадки выполнять около десяти технологических операций по обработке почвы, посеву зерновых и трав разбросным и рядовым способами, рядовой посев овощных и других культур, возделываемых широкорядным и ленточным многострочным способами и междурядную обработку при уходе за пропашными культурами.

Конструкции МППМ отвечает требованием энерго- и ресурсосбережений, а ее компоновочная схема блочно-модульному принципу функционирования.

9. Лабораторно-полевые испытания МППМ в варианте рядовой зерновой сеялки с вибрационными высевающими аппаратами показали ее преимущества в сравнении с серийной сеялкой С3-3,6А. При одинаковой норме высева семян равномерность распределения растений после всходов в норме высева семян равномерность распределения растений после всходов в рядках, характеризуемая коэффициентом вариации интервалов между ними. Прибавка урожая для экспериментальной сеялки составила 0,28 т/га.

11. Экономическая эффективность, определенная на базе целевых функций, от использования МППМ в варианте зерновой сеялки, по сравнению с серийной С3-3,6А составила 13 477 руб. в год, энергетический доход 1134 МДж/га при сроке окупаемости машины 3,12 года, а коэффициент конкурентоспособность ее на рынке аналогичных машин достаточно высока. При сравнении агрегатов С3-3,6А и экспериментального, снижение материалоемкости экспериментального образца составило 43,12%, снижение энергоемкости 32,16%.

1. Концепция машинно-технологического обеспечения растениеводства на период до 2010г. -М., 2003.

2. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010г. -М., 2003.

3. Желабаев, B.C. Стратегия и тактика развития овощеводства в России / B.C. Желабаев, А.И. Дятликович // Картофель и овощи. -2001. -№5. С. 5-7.

4. Литвинов, С.С. Отрасли нужна государственная поддержка/ С.С. Литвинов // Картофель и овощи. -2002. -№4. С. 5-6.

5. Ma, С.А. Перспективный типаж посевной техники / С.А. Ма, Я.А. Кончин-ский, В.А. Головец // Тракторы и сельхозмашины.- 1999.- №12. С. 22-24.

6. Астахов, B.C. Посевная техника: анализ и перспективы развития.// Тракторы и сельхозмашины. 1999. - №12. - С. 22-24.

7. Любушко, Н.И. Зерновые сеялки на рубеже XXI века / Н.И. Любушко, В.Н. Зволинский // Тракторы и сельхозмашины. 2001. - №2. - С 4-7

8. Зволинский, В.Н. Использование отечественного опыта при создании посевной техники / В.Н. Зволинский, Н.И. Любушко // Тракторы и сельхозмашины, 1998.-№11.-22-25.

9. П.Зволинский, В.Н. Посевная техника в России .и странах СНГ / В.Н. Зволин-ский, Н.И. Любушко // Техника и оборудование для села. 2000. - №2. - С. 23-28.

10. Аронов, Э.Л. Посевная техника ведущих зарубежных фирм / Э.Л. Аронов, Е.А. Вернер // Техника и оборудование для села. 2000. №5. - С. 47-53.

11. Комаристов, В.Е. Исследование высевающих аппаратов на высеве зерновых культур / В.Е. Комаристов // Тракторы и сельхозмашины. 1974. - №8. - С.17-19.

12. Еремин, В.Н. К вопросу о снижении травмирования семян / В.Н. Еремин, В.В. Гагулин // Тракторы и сельхозмашины. 1974. - №4. - С.29-31.

13. Хоменко, М.С. Механизация посева зерновых культур и трав: Справочник / М.С. Хоменко, В.А. Зырянов, В.А. Насонов. Киев: Урожай, 1989. - 168 с.

14. Семенов, А.Н. Зерновые сеялки / А.Н. Семенов. М.: Хлеб, 1959. - 318 с.

15. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Учеб. пособие / Н.И. Кленин, В.А. Сакун. М.: Колос, 1994. - 751 с.

16. Халанский, В.М. Сельскохозяйственные машины: Учеб. Пособие / В.М. Ха-ланский, И.В. Горбачев. М.: Колос, 2003. - 624 с.

17. Летошнев, М.Н. Сельскохозяйственные машины / М.Н. Летошнев. Л.: Сельхозиздат, 1955. - 765 с.

18. Турбин, Б.Г. Сельскохозяйственные машины: Учеб. Пособие / Б.Г. Турбин, А.Б. Лурье, С.М. Григорьев и др. Л.: Машиностроение, 1967. - 583 с.

19. Бузенков, Г.М. Машины для посева сельскохозяйственных культур / Г.М. Бузенков, С.А. Ma. М.: Машиностроение, 1976. - 271 с.

20. Чичкин, В.П. Овощные сеялки и комбинированные агрегаты / В.П. Чичкин. Кишенев: Штиица, 1984. - 392 с.

21. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Учеб. пособие / Г.Е. Листопад, Г.К. Демидов, Б.Г. Зонов и др.; Под ред. Г.Е. Листопада. М.: Агро-промиздат, 1986. - 688 с.

22. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин: Учеб. пособие / Е.С. Босой, О.В. Верняев, И.И. Смирнов, Е.Г. Султан-Шах; Под ред. Е.С. Босого. 2-е изд.перераб. и доп. - М.: Машиностроение. 1978. - 568 с.

23. Василенко, П.М. О движении семян по семяпроводам посевных машин / П.М. Василенко, Г.А. Василенко, С.Я. Богачев // Сельхозмашина. 1951. -№5.-С. 9-11.

24. Карпуша, П.П. Результаты исследования деления потока, образованного высевающим аппаратом зерновой сеялки: Науч. тр. Мелитопольского ИМЭСХ, T.V. Вып.З. Мелитополь, 1967. - С. 28-31.

25. Комаристов, В.Е. О влиянии семяпровода на равномерность высева // Трак. торы и сельхозмашины, 1960. №4. - С. 43-45.

26. Петунин, А.Ф. Теоретические и экспериментальные исследования движения семян в семяпроводе: Тр. научн.-техн.конф. по МЭСХ / Кубанский СХИ. -Краснодар: Краснодарское книжное издательство, 1967. Вып. 16.

27. ОСТ 70.5.1 74. Посевные машины. Программа и методы испытаний.-118 с.31 .ГОСТ 26711- 89. Сеялки тракторные. Общие технические требования 50 с.

28. ОСТ 70.5.1 82. Посевные машины. Программа и методы испытаний.-121 с.

29. Кузнецов, М.К. Неравномерность высева семян зерновыми сеялками / М.К. Кузнецов, М.А. Виноградов, В.В. Жигайлов, А.Н. Варава // Тракторы и сельхозмашины. 1980. - №7. - С. 17-18.

30. Зб.Любушко, Н.И. Развитие конструкций зернотуковых сеялок / Н.И. Любушко, Ю.А. Юзбашев // Тракторы и сельхозмашины. 1984. - №6. - С. 29.

31. Змиевский, В.Т. Влияние различий в высеве отдельными аппаратами на урожайность / Змиевский В.Т., Домнина Н.Н., Казанков Л.Б. // Механизация и электрификация с.-х. 1985. - №5. - С. 40-41.

32. Будагов, А.А. Об агротехнических требованиях к зерновым сеялкам / А.А. Будагов // Тракторы и сельхозмашины. 1985. - №7. - С. 26.

33. Ликкей, А.В. Исследование технологического процесса высева семян катушечными аппаратами : Автореф. дис. . канд. техн. наук. Харьков, 1973. -35 с.

34. Кардашевский. С.В. Высевающие устройства посевных машин / С.В. Кар-дашевский. М.: Машиностроение, 1973. - 176 с.

35. Cradach, Т.Н. The taskers paterson МК8 fertispeat/ Т.Н. Cradach //Power Farming/-1972.-48.-№3.-P. 73-77.

36. Pondicg, R. Semis de mais et semoirs pneumtigues / Pondicg R., Dao Huu Bang // Genie Rudal. 1973.-66. -№3. -P. 103-105.

37. Prochazka, Vaclav. Seci straj s odstredivym ustrojim / Prochazka V. //Mechanisace Zemadelstvi. 1972. - 22. - №10. - P. 392-394.

38. Гусев, B.M. Тенденция развития конструкций пропашных сеялок / В.М. Гусев, С.К. Иваница. Обзор информ. М.: ЦНИИТЭИ, 1982. - 30 с.

39. Гусинцев, В.М. Работа внутриреберчатого высевающего аппарата: Сб. «Земледельческая механика». -М.: Сельхозгиз, 1952.

40. Дьюла Керекеш. Современные высевающие аппараты / Дьюла Керекеш // Механизация и электрификация с.-х. 1981. - №4. - С. 29-33.

41. Патент США, № 3048132, 1962.

42. Wilson I.M. //1, of Agricult. Engg. Research. 1980. - V.25. - №4. - P. 407-419.

43. Березин, В.В. Оценка рабочего процесса пунктирной сеялки: Тр. ВИСХОМ. -М, 1973. Вып. 75.-С. 78-84.

44. Семушкин, Н.И. Разработка и обоснование параметров аппарата для пунктирного высева семян крупяных и масличных культур: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.01 / Н.И. Семушкин; Дальневосточ. гос. аграр. ун-т. -Благовещенск, 1997.-21 с.

45. New precision planter can sow coarse and fine seed //Irrg. Farmer, 1978. №4. -P. 18.

46. Любушко, Н.И. Состояние и направления развития конструкций широкозахватных и специализированных зерновых сеялок / Н.И. Любушко, Б.Ф. Кузнецов: Обзор информ. -М.: ЦНИИТИтракторосельмаш, 1983. -42 с.

47. Гусев, В.М. Исследование универсального высевающего аппарата для пропашных культур / В.М. Гусев, В.В. Амосов // Тракторы и сельхозмашины, 1986.-№6.-С. 32-34.

48. Юзбашев, В.А. Направления совершенствования универсальных пневматических аппаратов пропашных сеялок / В.А. Юзбашев, В.М. Гусев // Тракторы и сельхозмашины, 1986. №10. - С. 31-33.

49. Einzelkornsaat // Landmaschinen Rundschau, 1974. №1. - P. 24.

50. Gehlen. Gerate fur die Zucker riibenaussaat // Lohnunternehmen Land und Forsetwirtsch, 1978.-Bd. 33. S. 64-66.

51. Ахалая, Б.Х. О повышении качества высева семян/ Б.Х. Ахалая // Техника в сельском хозяйстве. 2002. - №5. - С. 14-16.

52. Курзов, Ю.П. Сотрудничество НИИ и КБ залог успешного создания посевной техники / Ю.П. Курзов // Тракторы и сельхозмашины. - 1998. - №12. - С. 15-17.

53. Березин, В.В. Оценки рабочего процесса пунктирной сеялки: Тр. ВИСХОМ. М, 1973. Вып. 75. - С. 141-147.

54. Патент Франции, № 2265257, 1975.

55. Патент США, № 3871132, 1975.

56. Vine R. //N.Z. Farmer. 1976. - 97. - №5. - P. 27-29.

57. Журавлев, Б.И. Исследование пневматического высевающего аппарата / Б.И. Журавлев // Тракторы и сельхозмашины, 1962. №6. - С. 28-29.

58. А.С. № 321205 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / А.А. Будагов, В.П. Иванов, Б.И. Ладыга. Опубл. в Б.И, 1971. - №35. -Юс.

59. А.С. № 329877 СССР, МКИ А 01 С 7/04. Пневматический высевающий аппарат / П.К. Курзов, М.П. Одегналов, П.И. Рыбчинский. Опубл. в Б.И., 1972. -№8.-9 с.

60. А.с.№ 526309 СССР, МКИ А 01 с 7/04 Пневматический высевающий аппарат / В.Н. Левенец, В.И. Сербии, О.А. Скляр. Опубл. в Б.И., 1976. - №32. -И с.

61. А.С. № 545280 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / В.П. Чичкин, П.В. Сысолин, Е.А. Беляев и др. Опубл. в Б.И., 1977. -№5.-10 с.

62. А.С. № 649353 СССР, МКИ А 01 с 7/10. Пневматический высевающий аппарат / B.C. Сухин, Д.Г. Вальянов, В.Я. Коваль и др. Опубл. в Б.И., 1979. -№8. - 8 с.

63. А.С. № 660613 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / B.C. Басин, Н.Г. Нагорный, Б.И. Рославцева и др. Опубл. в Б.И., 1979. -№17.-9 с.

64. А.С. № 425571 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / Б.Ф. Кузнецов, Е.А. Беляев, А.Н. Казаченко и др. Опубл. в Б.И., 1974. -№16.-8 с.

65. А.С. № 829009 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / В.П. Чичкин, Ю.А. Репин, Е.И. Харитонов. Опубл. в Б.И., 1981. -№18.-7 с.

66. А.С. № 856402 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / В.П. Чичкин, В.П. Стасюк, Г.Б. Рабинович. Опубл. в Б.И., 1981. -№31.-12 с.

67. А.с.№ 946432 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / В.П. Чичкин, В.П. Стасюк, Б.С. Лукашов и др. Опубл. в Б.И., 1982. -№28. -12 с.

68. А.С. № 950222 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / В.П. Чичкин, В.П. Стасюк, Г.Б. Рабинович. Опубл. в Б.И., 1982. -№30.-10 с.

69. А.С. № 1706427 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат. / С.П. Люлюков, Л.П. Шевченко. Опубл. в Б.И., 1992. - №3. - 10 с.

70. А.С. № 1704666 СССР, МКИ А 01 с 7/04. Пневматический высевающий аппарат / С.П. Чирцов, М.М. Усаров, К.А. Кундузов. Опубл. в Б.И., 1992. -№2.-11 с.

71. А.С. № 1704667 СССР, МКИ А 01 С 7/04. Пневматический высевающий аппарат / ИХ. Мороз, В.В. Кононученко, А.И. Бурко, Е.Е. Петров и др. -Опубл. в Б.И., 1992. №2. - 10 с.

72. Блехман, И.И. Теория вибросепараторов и ее связь с теорией некоторых других новых вибрационных машин / И.И. Блехман // Сб. «Механика и расчет машин вибрационного типа»; Под ред. акад. И.И. Артоболевского. М.: Изд. АН СССР, 1957.-С. 59-67.

73. Лейкин, Я.И. К решению проблемы сортирования сыпучих материалов / Я.И. Лейкин // Сб. «Механика и расчет машин вибрационного типа»; Под ред. акад. И.И. Артоболевского. М.: Изд. АН СССР, 1957.

74. Блехман, И.И. Об условиях движения с обкаткой дробящих тел в вибраци-онно-измельчительных машинах / И.И. Блехман, А.Д. Рудин, А.К. Рундк-вист // Сб. «Обогащение руд». Л.: Изд. Ин-та Мехобр. - 1961. - №3. -С. 7379.

75. Захаров, Ю.Е. Полезные вибрации в машиностроении / Ю.Е. Захаров, В.Т. Гарбузюк. Тула, 1970. - 112 с.

76. Макаров, Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов / Ю.И. Макаров. М.: Машиностроение, 1973. - 410 с.

77. Бабичев, А.П. Вибрационная обработка деталей / А.П. Бабичев- М.: Машиностроение, 1974. 134 с.

78. Басов, Н.И. Виброформирование полимеров / Н.И. Басов, С.А. Любартович, -Л.: Химия, 1979.- 160 с.

79. Городецкий, И.Я. Вибрационные массообменные аппараты/ И.Я. Городецкий- М.: Химия, 1980. 192 с.

80. Баркан, Д.Д. Устройство оснований сооружений с применением вибрирования/ Д.Д. Баркан-М.: Машстройиздат, 1950. 213 с.

81. Баркан, Д.Д. Экспериментальные исследования погружения в грунт свай, шпунта и труб // Механизация строительства. 1952. - №5. - С. 27-35.

82. Савинов, О.А. О современном состоянии и перспективах развития вибрационного метода погружения свай / О.А. Савинов //Механизация строительства, 1952.-№5.-С. 47-55.

83. Савинов, О.А. Свайные вибропогружатели с подрессоренной пригрузкой / О.А. Савинов, А .Я. Лускин. Л.: Госстройиздат, 1954. - 501 с.

84. Блехман, И.И. Исследование процесса вибрационной забивки свай и шпунтов / И.И. Блехман // Инженерный сборник, 1954. Т. XIX.

85. Баркан, Д.Д. Виброметод в строительстве /Д.Д. Баркан. М.: Госстройиздат, 1959.-315 с.

86. Савинов, О.А. Вибрационный метод погружения свай и применение его в строительстве / О.А. Савинов, А.Я. Лускин. Л.: Госстройиздат, 1960.

87. Цугленок, Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование: Учеб. Пособие / Н.В. Цугленок; Красноярск. Гос. Агр. Ун-т., Красноярск 1999. - 338 с.

88. Семенов, В.Ф. Бункеры и хранилища зерна: Уч. пособие/ В.Ф. Семенов; Барнаул. Алт. гос. техн. ун-т, Барнаул 1999. - 230 с.

89. Семенов, В.Ф. Методы расчета давлений в дискретной модели сыпучего тела/ Тр.Академии инж. наук РФ. Вып 1. Барнаул: Изд-во Алт. ГАУ, 2000. -С. 93-99.

90. Блехман, И.И. Исследование процесса вибросепарации и вибротранспортирования / Блехман И.П. // Инженерный сборник, 1952. Т. XI. С. 47-53.

91. Zilly Robert G. Vibrating conveyors //Mod. Mater Handling, 1959. N2. - P. 211-215.

92. Блехман, И.И. О выборе основных параметров вибрационных конвейеров / Блехман И.И. // Сб. «Обогащение руд». Л.: Изд. ин-та Механобр. - 1959. - №2. - С. 14-19.

93. Малкин, Д.Д. Теория и проектирование вибропитателей и вибротранспортеров /Малкин Д.Д. М.: ИБТИ Мосгорсовнархоза, 1959. - 130 с.

94. Гончаревич, И.Ф. Вибрационные грохоты и конвейеры / И.Ф. Гончаревич,

95. B.Д. Земсков, В.И Корешков. -М.: Госгортехиздат, 1960. 315 с.

96. Усаковский, В.М. Вибрационная техника в сельском хозяйстве / В.М. Уса-ковский. -М.: Знание, 1971. -32 с.

97. Блехман, И.И. Вопросы расчета и проектирования вибрационных конвейеров/ Блехман И.И. Тр. VI науч.-техн. сессии ин-та. Л.: Механобр., 1962.1. C. 39-45.

98. Повидайко, В.А. Расчет и конструирование вибрационных питателей / В.А. Повидайко. -М.: Машгиз, 1962.-342 с.

99. Гончаревич, И.Ф. Изучение закономерностей вибрационного и вибропневматического транспортирования массовых грузов: Сб.»Проблемы сепарирования зерна и других сыпучих материалов // Тр. ВНИИЗ. 1963. Вып. 42.-С. 35-46.

100. Журавлев, П.А. К теории погрузочных машин вибрационного типа: Сб. «Вибропогрузочные машины, вибробункеризация и вибровыпуск насыпных грузов» //Тр. ЦНИИТЭИугля. 1963. - С. 31-37.

101. Лавендел, Э.Э. Оптимизация безотрывных режимов вибротранспортировки / Э.Э. Лавендел, И.Ю. Лиепиньш // Известия Вузов. 1963. - №4. - С. 51-58.

102. Лавендел, Э.Э. О выборе параметров оптимального закона вибротранспортировки деталей / Лавендел Э.Э. // Известия Вузов, 1964. №4. - С. 7-15.

103. Вайнкоф, Я.Ф. Вибрационная техника на вспомогательных транспортных операциях / Я.Ф. Вайнкоф, А.К. Квитко. Машиностроение, 1964. - 162 с.

104. Спиваковский, А.О. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства / А.О. Спиваковский, И.Ф. Гончаревич. М.: Машиностроение, 1972. - 327 с.

105. Машины непрерывного транспорта: Учеб. Пособие для вузов по спец. «Подъемно-транспортные машины и оборудование / Р.Л. Зеньков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов. М.: Машиностроение, 1980. - 304 с.

106. Белецкий, В.Я. Теория и расчет сит с прямолинейными качениями / В.Я. Белецкий. М.: Заготиздат, 1949. - 205 с.

107. Дубровский, А.А. Исследование влияния вибрации на работу почвообрабатывающих орудий / Дубровский А.А. // Тр. ВИМ, 1957. Т. 24; 1960. Т. 27.

108. Догановский, М.В. Применение принципа вибрации при самопогрузке и рассееве известковых материалов / Догановский М.В. // Науч. тр. Сев.-Зап. ин-та с.-х., 1959. -Вып.З. С. 17-31.

109. Дубровин, Н.Г. Об эффективности вибрирующих лап культиватора / Дубровин Н.Г. // Механизация и электрификация с.-х. 1965. - №1. - С. 17-18.

110. Буряков, А.Т. Исследование процесса вибротранспортирования клубней картофеля: Автореф. дис. . канд. техн. наук / А.Т. Буряков: ВИМ. М., 1965.-21 с.

111. Дубровский, Н.А. Вибрационная техника в сельском хозяйстве / Дубровский А.А. М.: Машиностроение, 1968. - 204 с.

112. Усаковский, В.М. Вибрационная техника в сельском хозяйстве / В.М. Уса-ковский. -М.: Знание, 1971. 32 с.

113. Сергеев, М.А. Исследование вибротранспортирования кормов / Сергеев М.А. // Механизация и электрификация с.-х. 1969. - №1. - 41-42.

114. Коноваленко, Н.П. Вибрационный кормораздатчик / Коноваленко Н.П. // Техника в сельском хозяйстве. 1971. - №9. - С. 39-40.

115. Евсеенко, С.В. Вибрационное перемешивание кормов / Евсеенко С.В. // Науч.тр. «Вопросы комплексной механизации производственных процессов в животноводстве»,Челяб. ин-т МЭСХ. Челябинск, 1978. Вып. 136. -С. 14-18.

116. Листопад, Г.Е. Вибрация зерновых смесей / Листопад Г.Е. Волгоград: Волгоград, кн. из-во, 1963. - 116 с.

117. Заика, П.М. Сепарация семян по комплексу физико-механических свойств / П.М. Заика, Г.Е. Мазнев. М.: Колос, 1978. - 287 с.

118. Петру сов, А.П. Зернообрабатывающие высокочастотные вибрационные машины /А.П. Петрусов. М.: Машиностроение, 1975. - 38 с.

119. Виденеев, Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия / Ю.Д. Виденеев. М.: Энергия, 1978. - 184 с.

120. Файбушевич, Г.З. Сепарация зерна на вибрационных решетах / Файбушевич Г.З. // Вестн. с.-х. наук, 1960. №10.- С. 93-100.

121. Белецкий, В.Я. Новый графоаналитический способ исследования качающихся желобов / Белецкий В.Я. // Вестн. инж. и техн., 1938. №3. - С. 4751.

122. Ш 139. Бочкарев, А.И. Виброцентрифугирование зерновых смесей / Бочкарев А.И.

123. Механизация и электрификация с.-х. 1959. - №1. - С. 29-31.

124. Берг, Б.А. Движение материальной точки по колеблющейся наклонной плоскости с трением / Берг Б.А.: Сб. «Теория, конструкция и производство с.-х. машин»-М.: Сельхозизд., 1935. Т.1.-С. 154-161.

125. Неймарк, Ю.И. Теория вибрационного погружения и вибровыдергивания / Неймарк Ю.И. //Инженерный сб., 1953. Т. XVI. С. 296-302.

126. Осмаков, С.А. Приближенный способ определения средней скорости движения частицы по горизонтальной вибрирующей плоскости / Осмаков С.А. // Изв. высш. учеб. завед. «Строительство и архитектура» 1958. - №5. - С. 97-104.

127. Блехман, И.И. Об эффективных коэффициентах трения при вибрациях / Блехман И.И. //Изв. АН СССР. ОТН. 1958. - №7. - С.108-112.

128. Пановко, Я.Г. Элементарная теория вибротранспортирования при одновременном действии сил сухого и вязкого трения / Пановко Я.Г.: Сб. «Вопросы динамики и динамической прочности». Изд. АН Латвийской ССР. -Рига, 1959.-Вып. III.-C. 153-159.

129. Блехман, И.И. Вибрационное перемещение / И.И. Блехман, Г.Ю. Джанелидзе. М.: Наука, 1964. - 409 с.

130. Членов, В.А. Вибрационный слой / В.А. Членов, Н.В. Михайлов. М.; Наука, 1972.-340 с.

131. Василенко, П.М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин: Изд. АСХН, УССР. Киев, 1960. - 284с.

132. Гортинский, В.В. Теоретические основы послойного движения продуктов измельчения на сите рассева: Тр. ВНИИЗ, 1960. Вып. XXXIX.

133. Волик, Р.Н. Некоторые теоретические вопросы действия вибрирующей плоскости на слой зернового материала и экспериментальные исследования: Тр. ВНИИЗ, 1963. Вып. 42.-С. 247-251.

134. Таран, А.И. Определение средней скорости перемещения материала на плоских решетах и скатных досках: Тр. ЛСХИ, 1961. Т. 85. С.

135. Крюков, Б.И. Исследование поведения насыпного материала на вибрирующей шероховатой поверхности: Изв. Вузов // Горный журнал. 1963. -№1. - С.

136. Кудрявцев, Н.Е. О качестве работы высевающих аппаратов катушечного и челночного типа / Кудрявцев Н.Е. // Земледелие. 1957. - №1. - С. 115-120.

137. Кудрявцев, Н.Е. Челночный высевающий аппарат // Земледелие. 1957. -№1. - С.127-131.

138. Резников, Н.С. Исследование многострочного вибрационного туковысе-вающего аппарата: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Н.С. Резников; ВНИИПТИМЭСХ. Зерноград, 1967. - 30 с.

139. Бойко, А.С. Изыскание и исследование вибрационного аппарата для высева туков: Автореф. дис. . канд. техн. наук / А.С. Бойко; ВНИИПТИМЭСХ. -Зерноград, 1968. 30 с.

140. Петров, Л.Н. Обоснование параметров вибрационного распределительно-дозирующего аппарата для внесения минеральных удобрений: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Глеваха, 1984. -21 с.

141. Сегеда, И.В. К теории высевающего аппарата вибрационного типа // Матер. НТС, ВИСХОМ, М., 1964. Вып. 16.

142. Усаковский, В.М. Вибрационная техника в сельском хозяйстве / Усаков-ский В.М.-М.: Знание, 1971.-32 с.

143. Липовский, И.И. Исследование вибрационного перемещения сыпучих материалов в вертикально колеблющихся сосудах с наклонным дном: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1973. - 28 с.

144. Кузнецова, Р.Г. Технологическое и техническое обоснование универсаль ного способа и средств вибрационного высева семян с.-х. культур: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М., 1975. 29 с.

145. Троянов, Н.Н. Исследование равномерности высева зерновых колосовых культур вибрационным высевающим аппаратом: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Харьков, 1975. - 30 с.

146. Карасев, А.Е. Исследование работы вибрационного высевающего аппарата: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1976. - 28 с.

147. Патент № 2056716 Россия, МКИ А 01 с 7/04. Высевающая система / B.C. Сухин, В.М. Ковтарь, A.M. Ильин (Россия). Опубл. 27.03.96. в Б.И., №9. -Юс.

148. Ф 168. Вишняков, А.А. Вибрационные высевающие аппараты / Вишняков А.А., Ляшок П.Г. Ресурсосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: Прил. к «Вестнику КрасГАУ» - Сб. статей / Краснояр. гос. аграр. ун-т - Красноярск, 2003. - С. 143-147.

149. Вишняков, А.А. Классификация вибрационных высевающих аппаратов / Вишняков А.А., Вишняков А.С. // Приложение к Вестн. КрасГАУ.- Красноярск, 2003.Вып. 1.- с 68-70.

150. Вишняков, А.С. Характер перемещения семенного материала в вибрационном штанговом высевающем аппарате сеялки / Вишняков А.С., Вишняков

151. А.А., Филькин В.А. // Вестн. КрасГАУ. Красноярск, 2003. - Вып. - С. 6771.

152. Вишняков, А.А. Обоснование геометрических и кинематических параметров вибрационного высевающего аппарата сеялки / Вишняков А.А. Вишняков А.С. // Вестн. КрасГАУ. Красноярск, 1999. - Вып. 5. - С. 52-55.

153. Вишняков, А.А. Вибрационно-штанговый аппарат сеялки: Наука сельскохозяйственному производству / Тезисы докл. науч. конфер. Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 1995. - С. 71-72.

154. Сретенский, JI.H. Теория волновых движений жидкости / Сретенский JI.H. -816с.

155. Ландау, Л.Д. Гидродинамика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. М.: Наука, 1986.-736 с.

156. Калиткин, Н.Н. Численные методы / Н.Н. Калиткин.- М: Наука, 1978.-512с.

157. Новиков Е.А. Явные методы для жестких систем. Новосибирск. Наука, 1997.- 195с.

158. Патент № 2072760 Россия, МКИ А 01 с 7/16. Вибрационный штанговый высевающий аппарат сеялки / А.С. Вишняков, А.А. Вишняков, А.А. Вишняков, А.А. Заяц и др. Опубл. 10.02.97, Бюл. № 4. 16 с.

159. Патент № 2121779 Россия, МКИ А 01 с 7/16. Вибрационный штанговый высевающий аппарат сеялки / А.С. Вишняков, А.А. Вишняков, А.А. Вишняков. Опубл. 20.11.98. Бюл. № 32.-10 с.

160. Патент № 2086088 Россия, МКИ А 01 с 7/04, 7/16. Высевающий аппарат / А.С. Вишняков, А.А. Вишняков, А.А. Вишняков и др. Опубл. 10.08.97. Бюл. № 22. 12 с.

161. Патент № 2161877 Россия, МКИ A Ol.c.7/16. Высевающий аппарат сеялки / А.А. Вишняков, А.С. Вишняков, А.А. Вишняков. Опубл. 01.03.99. Бюл. № 2.-15 с.

162. Патент № 2216161 Россия, МКИ А 01 с 7/12. Высевающий аппарат сеялки / А.А. Вишняков, А.С. Вишняков, А.А. Вишняков. Опубл. 04.06.2003. Бюл. №32.-11 с.

163. Патент № 2111642 Россия, МКИ А 01 с 7/02. Высевающий аппарат / А.С. Вишняков, А.А. Вишняков, А.А. Вишняков. Опубл. 27.05.98. Бюл. № 15. -13 с.

164. Патент № 2129767 Россия, МКИ А 01 с 7/04. Высевающий аппарат сеялки,/ А.А. Вишняков, А.С. Вишняков, А.А. Вишняков. Опубл. 10.05.99. Бюл. № 13.-9с.

165. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. М.: Колос, 1973. - 199 с.

166. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Ф. Алёшкин, П.М. Рощин. -Л.: Колос, 1980.-200 с.

167. Гатаулин, A.M. Система прикладных статистико-математических методов обработки экспериментальных данных в сельском хозяйстве / A.M. Гатау ■ лин. М.: Изд-во МСХА, 1992.4.2. - 192 с.

168. Налимов, В.В. Теория эксперимента / В.В. Налимов. М.: Наука, 1971. -207 с.

169. Файн, В.Б. Выбор оптимального числа повторностей при организации эксперимента / В.Б. Файн, Э.А. Каменир, А.С. Знаев // Механизация и электрификация с.-х., 1980. №10. - С. 48-50.

170. Ш 190. Вишняков, А.А. Результаты лабораторных исследований вибрационноштангового высевающего аппарата сеялки / Вишняков А.А., Вишняков А.С., Филькин В.А. // Вестн. КрасГАУ. Красноярск, 1998. Вып. 3. - С. 5762.

171. Вишняков, А.А. Номограмма для установки сеялки с вибрационно-штанговым высевающим аппаратом на заданную норму высева / Вишнякое А.А., Вишняков А.С., Филькин В.А. // Вестн. КрасГАУ. Красноярск, 2000. Вып. 5.-С. 55-57.

172. Вишняков, А.А. Влияние режимов работы вибрационного высевающего аппарата на его оценочные показатели / Вишняков А.А., Вишняков А.С. /' Технологии неистощительного земледелия: Материалы научн. конфер. // КрасГАУ .- Красноярск, 1997. С. 8-9.

173. Вишняков, А.А. Работа вибрационного высевающего аппарата с учетом профиля поверхности засеваемого поля / Вишняков А.А., Никифоров A.J1. // Докл. ТСХА. Вып. 273. М., 2001. - С. 302-309.

174. Агеев, JI.E. Основы расчета оптимальных и допустимых режимов работы машино-тракторных агрегатов / Агеев JI.E. Л.: Колос, Ленингр. отд., 1978.-295 с.

175. Лурье, А.Б. Широкозахватные почвообрабатывающие машины / А.Б. Лурье, А.И. Любимов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1981. - 269 с.

176. Вишняков, А.А. Исследования вибрационного высевающего аппарата при высеве мелкосемянных культур / Вишняков А.А. // Аграрная наука на рубеже веков: Материалы Всероссийской науч. конф./ Красноярский гос. аграр. ун-т Красноярск, 2003. - С.64-66.

177. Руденко, Н.Е. Справочник по индустриальным технологиям производства овощей /Н.Е. Руденко, Л.С. Землянов. М.: Агропромиздат, 1986. - 288с.

178. Лихачев, B.C. Испытания тракторов / B.C. Лихачев. М.: Машиностроение, 1974.-285 с.

179. Постников, Н.М. Картофелепосадочные машины / Н.М. Постников, Е.А. Беляев, М.И. Кан. -М.: Машиностроение, 1988. 229 с.

180. Машины и оборудование для АПК, выпускаемые в регионах России. / Каталог. Том II. -М.: Информагротех, 1998. 284 с.

181. Машины и оборудование для АПК, выпускаемые в регионах России. / Каталог. Том III. -М.: Информагротех, 1999. 192 с.

182. Новая техника для агропромышленного комплекса: / Каталог. М.: Ин-формагротех, 1994. - 315 с.

183. Федеральная целевая программа «Машиностроение для АПК России». Сельскохозяйственная техника. / Каталог. М.: Информагротех, 1999. -228 с.

184. Колчинский, Ю.Л. Новые технологии, машины и оборудование для фермерских хозяйств / Ю.Л. Колчинский, В.Н. Жуков, Н.Ф. Соловьева. М.: Информагротех, 1995. - 76 с.

185. Власенко, А.Н. Ресурсосберегающие технологии производства зерна в условиях Сибири / А.Н. Власенко, В.П. Колиненко, Б.Д. Докин, Р.П. Голиков. // Достижения науки и техники АПК. 2004. - №5. - С. 13-14.

186. Лобачевский, Я.П. Современные почвообрабатывающие технологии. -М.: Изд-во МГАУ им. В.П. Горячкина, 1999. 39 с.212.3авалишин, Ф.С. Основы расчета механизированных процессов в растениеводстве / Ф.С. Завалишин. М.: Колос, 1973. - 319 с.

187. Кармановский, Л.П. Научно-технический прогресс инженерной сфере АПК России / Л.П.Кармановский // Техника в сельском хозяйстве. 1993. - №1. -С. 2-4.

188. Краснощеков, Н.В. Основные научные положения технической политики / Н.В. Краснощекое //Техника в сельском хозяйстве. 1993. - №3. - С. 2-4.

189. Ксеневич, И.П. Проблемы комплексной механизации и электрификации сельскохозяйственного производства // Техника в сельском хозяйстве. -1992.-№2-3.-С. 11-13.

190. Кузнецов, Б.Ф. Блочно-модульный принцип конструирования посевных машин / Б.Ф. Кузнецов //Тракторы и сельхозмашины. 1987. - №4. - С. 3032.

191. Ксеневич, И.П. О перспективах развития агрегатной унификации и создание модульных энергетических средств / И.П. Ксеневич, В.В. Яцкевич // Тракторы и сельхозмашины. 1987. - №12. - С. 6-11.

192. Краснощеков, Н.В. Блочно-модульные принципы создания с.-х. техники / Н.В. Краснощеков, А.А.Артюшин и др.- М.: Информагротех, 1998 101 с.

193. Кутьков, Г.М. Блочно-модульные МТА / Г.М. Кутьков, И.П. Ксеневич // Тракторы и сельхозмашины. 1990. - №1. - С. 8-10.

194. Вишняков, А.А. Многофункциональная навесная машина для фермерских хозяйств / Вишняков А.А., Вишняков А.С. // Техника в сельском хозяйстве. 1998.-№3,-С. 29-31.

195. Вишняков, А.А. МНМ фермеру / Вишняков А.А., Вишняков А.С. // Сельский механизатор. - 2000. - №8. - С. 16-17.

196. Вишняков, А.А. Универсальная навесная сельскохозяйственная машина / Вишняков А.А., Вишняков, А.С. // Вестн. КрасГАУ. Красноярск, 2003. -Вып.З.-С. 219-222.

197. Вишняков, А.С. Рама универсальной сельскохозяйственной машины / Вишняков А.С., Вишняков А.А.: Тезисы научн. Конфер. КрасГАУ / Красноярский гос. аграр .ун-т. Красноярск, 1995.- С. 42-43.

198. Патент № 2172086 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков А.А., Вишняков А.С., Вишняков А.А. и др. Опубл. 20.08.2001. Бюл. №23. 8 с.

199. Патент № 2192111 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Вибрационный высевающий аппарат овощной сеялки / Вишняков А.А., Вишняков А.С., Вишняков А.А. и др. Опубл. 10.11.2002. Бюл. № 31. 13 с.

200. Патент № 2200379 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Высевающий аппарат сеялки /Вишняков А.А., Вишняков А.С., Вишняков А.А. Опубл. 12.04.2001. Бюл.№ 8. 13 с.

201. Патент № 2210201 Россия, МКИ А 01 С 7/16. Высевающий аппарат сеялки / Вишняков А.А., Вишняков А.С., Вишняков А.А., Филькин В.А. Опубл. 20.08.2003. Бюл. №23.-13 с.

202. Патент № 2077185 Россия, МКИ А 01 С 7/20. Секция сошников универсальной сеялки / Вишняков А.С., Вишняков А.А., Карасев А.Е., Лисунов О.В. Опубл. 20.04.97. Бюл. №11. 12 с.

203. Патент № 2131657 Россия, МКИ А 01 С/20. Катково-сферический сошник сеялки / Вишняков А.А., Вишняков А.С., Вишняков А.А. Опубл. 20.06.99.1. Ф Бюл. №17.-9 с.

204. Справочник по скоростной сельскохозяйственной технике / А.Я. Поляк, А.Д. Щупак, Н.М. Антышев и др. М.: Колос, 1983. - 287 с.

205. Технология промышленного семеноводства зерновых культур / Г.В. Гуляев, С.А. Чазов, И.И. Беляков и др. -М.: Россельхозиздат, 1987. 270 с.

206. Интенсивные технологии возделывания яровой пшеницы в Красноярском крае: Рекомендации /Под ред. В.И. Брикмана. СО ВАСХНИЛ. - Новосибирск, 1986.-36 с.

207. Вишняков, А.А. Машина для возделывания овощей / Вишняков А.А., Вишняков А.С. // Сельский механизатор, 2000. №8. - С. 16-18.

208. Патент № 2177215 Россия, МКИ А 01 С 7/20. Секция сошников овощной сеялки /Вишняков А.А., Вишняков А.С., Вишняков А.А., Лисунов О.В. Опубл. 27.12.2001. Бюл. № 36. 13 с.

209. Организация, нормирование и оплата труда на предприятиях / Под. ред. Ю.И. Шумакова. М.: Колос, 2001. - 232 с.

210. Стратегическое планирование / Под. ред. Уткина Э.А. М.: Эксмо, 1998. -578 с.

211. Зайцев, Н.Л. Экономика организации / Н.Л. Зайцев. М.: Экзамен, 2000. -768 с.