Содержание к диссертации
Введение 8
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований 12
1.1. Народнохозяйственное значение сои 12
1.2.0собенности природно-климатических условий Амурской области
и агротехнические требования, предъявляемые к посеву сои 16
1.3. Анализ существующих способов посева сои 19
1 АОбзор конструкций сеялок для посева сои и анализ
патентных исследований 26
1.5.Аналш теоретических исследований 43
Выводы 49
Цели и задачи исследования 51
Глава 2. Теоретические исследования 52
Обоснование конструкции сеялки, обеспечивающей оптимальные способы посева сои 52
Повышение устойчивости работы сеялки 54
Обоснование применения неметаллических материалов
в конструкции высевающих аппаратов 60
Выводы 73
Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований 74
3.1. Методика проведения лабораторных исследований 75
3.1.1. Методика определения устойчивости работы и механического
воздействия на вал привода высевающих катушек с
диагональным расположением ребер 75
Методика определения дробления семян сои 76
Методика определения прочности сои при соударении
с различными материалами 78
3.1.4. Методика определения влияния режима работы эксперимен
тальной сеялки на норму высева, дробление и распределеіше
семян сои на липкой ленте 80
Методика проведения приёмочных испытаний 81
Методика оценки качества выполнения технологического процесса в полевых условиях 84
Методика определения режима работы экспериментальной сеялки на норму высева, дробление и распределение семян сои в поле 84
Определение глубины заделки семян и распределения семян
по длине рядка 86
3.3.3. Методика определения урожайности 89
ЗАОбщая методика обработки экспериментальных данных 90
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований 93
4.1. Лабораторные исследования 93
4.1.1. Определение размерной характеристики семян сои 93
4.1.2.0пределение выравненное семенной фракции 94
Влияние режима работы катушечных высевающих аппаратов с диагональным расположением ребер на распределение семян на липкой ленте и в поле 95
Определение осевого давления на вал привода высевающих аппаратов 97
Определение дробления семян 98
4.2. Оценка качества выполнения технологического процесса
при полевых испытаниях сеялок 100
4.2.1. Влияние режима работы катушечного высевающего аппарата
с диагональным расположением ребер на количество высеваемых
семян сои 100
Определение неравномерности и неустойчивости высева семян катушечными высевающими аппаратами с диагональным расположением ребер 101
Влияние режима работы экспериментального высевающего аппарата на распределение семян вдоль рядка 102
Влияние режима работы экспериментального высевающего аппарата на распределение растений сои вдоль рядка 104
4.3. Обработка урожайных данных 106
4.4. Результаты приемочных испытаний 109
Глава 5. Экономическая эффективность результатов исследования 111
Выводы и рекомендации производству 117
Список использованной литературы 119
Приложения 134
4 Условные обозначения
У- температура почвы на глубине 5 см;
х - температура воздуха;
$к- степень преобразования исходного потока;
а- среднее квадратическое отклонение;
/-средний интервал между семенами;
- длина открытия рабочей части катушки;
Ql{ _ норма высева;
LM - ширина междурядий;
пКаю - число оборотов катушки высевающего аппарата;
эмпирические коэффициенты;
D - диаметр ходового колеса;
Дннв- оптимальное число растений к момешу уборки;
Кас, Кдр — коэффициенты, учитывающие проскальзывание ходовых колес
и дробление семян; v - скорость; к - коэффициент довсходового боронования и боронования после
всходов и междурядной обработки; п - количество семян сои высеянных за один оборот катушки
высевающего аппарата; і - отношение скорости хода сеялки по полю к окружной скорости катушки; X - коэффициент, учитывающий заполнение желобков рабочей части катушки; А - среднее расстояние между семенами; амортизационные отчисления на
реновацию; Ф(х) - стандартная функция распределения; Р(х) - функция попадания на некоторый участок; В - рабочая ширина захвата агрегата; S - коэффициент использования захвата; ір - коэффициент использования скорости;
5 Т- полное время;
г - коэффициент использования времени; W— часовая производительность посевного агрегата; Тш -времясмены;
Тн - время простоя из-за неисправностей; г - радиус ходовых колес агрегата; Тс - время технического ухода за одним сошником; Lp - длина одного рабочего хода; Тмо — время одной технической остановки; Тту — время технического ухода; V- объем семенных ящиков;
Nq, - необходимое число высеянных семян на 1 погонном м засеваемого рядка; Н- амортизация трактора;
к0 - величина не зависящая от скорости движения агрегата; q - эксплуатационный вес трактора; удельный расход ГСМ; масса высеянных семян;
Ш - угловая скорость переносного вращения равная углу пер
скорости вращения катушки;
CL - угол между векторами G) и D ;
пер отн
р - расстояние от зерна до оси вращения катушки;
0 - угол подъема новой катушки относительно вала привода
высевающих аппаратов; Ni - сила реакции от воздействия желобка; F- сила трения; т - масса; коэффициент, учитывающий затраты на поставку, сборку и
регулировку сеялки; g- ускорение свободного падения; о-ж - угол наклона ребра катушки; Jmp - переносная сила инерции;
Уз - угол трения скольжения зерна сои;
К- коэффициент, зависящий от кривизны поверхностей тел в точке
контакта и от свойств материалов; п - плотность касания, определяемая порядком уравнений
сопрягающихся поверхностей; а/, 0>-характеризует сопротивляемость зерна и рабочего органа
упругой деформации; Б, С- главные радиусы кривизны поверхности зерна в зоне контакта и
поверхности рабочего органа; qK - коэффициент, зависящий от формы контактирующих поверхностей; Ei, Е2 - модули упругости зерна и материала катушки;
(is, fa - коэффициенты поперечной деформации зерна и материала катушки; zSt z2 - координаты цеіггров инерции зерна и рабочего органа; а - сближение тел за счет местного смятия; Pi, Р2 - контактная сила при взаимодействии зерна сои с ребром и
цилиндрической поверхностью катушки; є - величина, зависящая от кривизны поверхностей тел в точке контакта
и свойств контактирующих материалов зерна и катушки; R/, R2 - ращгусы цилиндрической поверхности и ребра катушки; l,b,a - соответствешю длина, ширина и толщина зерна; а -~ длина учетного участка; норма амортизационных отчислений; Х}~ результат / - того измерения; п - число измерений; X - средняя арифметическая; v - коэффициент вариации; Sx- ошибка средней арифметической; ts_ - предельная ошибка выборочной средней;
Бл - балансовая цена;
7 Цо - остаточная цена; ЗП - заработная плата; Ч- часовая тарифная ставка;
\э - производительность за час эксплуатационного времени; Вг - годовая нормативная нагрузка; R - норма отчислений на ТР и ТО; Р - удельные затраты на ТО и ТР; Г- удельные затраты на ГСМ; Цг - стоимость 1 кг топлива; Куд - удельные капитальные вложения; Я- удельные эксплуатационные затраты; Я- удельные приведенные затраты;
Я- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Эп - экономический эффект по приведенным затратам; ПсиПэ- удельные приведенные затраты серийной и экспериментальной
сеялок; Тсо - срок окупаемости; Дк - дополнительные капиталовложения; Дп - прирост годовой прибыли.
Введение к работе
Возделывание сои является одним из приоритетных направлений развития АПК Дальневосточного региона России. Проблема увеличения производства сои особенно остро стоит перед Амурской областью, поскольку эта культура один из главных источников развития здесь сельского хозяйства. Наша область была и остается главным производителем сои, дающим половину валового производства этой культуры по Дальнему Востоку - 53 % и 32 % по России.
Уровень механизации возделывания сои сравнительно высок, однако, выпускаемые посевные машины не предназначены для посева сои и поэтому не в состоянии осуществить ее высев в строгом соответствии с современными требованиями. Это приводит к излишнему расходу семян, ухудшешно качества посева и, как следствие, снижению урожайности. Вопрос о разработке конструкции высевающих аппаратов и сеялки, предназначенной для посева сои, является актуальным.
Одно из направлений повышения урожайности сои - это совершенствование процесса ее посева, обеспечивающего равномерное расположение семян в почве, оптимальное для развития растений и ухода за посевами.
В настоящее время в производственных условиях самыми распространенными {до 95 % посевных площадей ) являются сплошной способ посева сои с междурядьем 15 см и широкорядный с междурядьем 45 см, осуществляемые зерновыми сеялками с катушечными высевающими аппаратами.
Основная задача дашюй работы - на основе анализа существующих способов посева и посевных машин совершенствовать процесс равномерного распределения семян по длине рядка при посеве сои и разработать устройство для его осуществления с применением неметаллических материалов, исключающих дробление семян.
Цель исследований. Повышение урожайности сои за счет совершенствования катушечных высевающих аппаратов сеялки СЗ-3,6, СЗП-3,6 с применением неметаллических материалов, исключающих дробление семян сои и отвечающих агробиологическим особешгостям культуры.
Объект исследования. Катушечные высевающие аппараты сеялки, металлические и полимерные, с правым и левым диагональным расположением ребер, обеспечивающие качественный посев сои.
Предмет исследований. Конструкция высевающих аппаратов сеялки для равномерного распределения семян сои по длине рядка и снижения повреждения семян при высеве.
Методы исследования. При исследованиях применялись методы теоретической и прикладной механики, аналитической геометрии и математической статистики. Полевые исследования и приёмочные испытания проводились на сеялочном агрегате, состоящем из двух сеялок СЗП-3,6 укомплектоваїшьіх серийными катушечными высевающими аппаратами (ГОСТ 1714) и одной сеялки СЗП-3,6 с высевающими аппаратами катушечного типа с правым и левым диагональным расположением ребер, агрегатируемых трактором Т-4. Полевые исследования и приёмочные испытания проведены согласно общим методикам: ОСТ 10.5.1, ОСТ 10.2.9, ОСТ 10.2.1, ГОСТ 12.2.111, ГОСТ 12.2.002, ГОСТ 23729, РД 10.5.1, РД 10.2.8.
Достоверность результатов. Достоверность исследований обеспечивается сходимостью результатов теоретических и эксперимеш-алышх исследований, а также положительными результатами испытаний на Амурской государственной зональной машиноиспытательной станции.
Научная новизна. Обоснованы и разработаны левые и правые диагональные катушечные высевающие аппараты, определены технологические и конструктивные параметры, исключающие смещение вала катушечных высевающих аппаратов с диагональным расположением ребер. Доказана
10 целесообразность использования неметаллических материалов в конструкции высевающих аппаратов сеялки.
На защиту выносятся результаты теоретических и экспериментальных исследовашш, направленные на увеличение урожайности сои за счет равномерности распределения семян вдоль рядка, снижения повреждения семян сои и, в целом, повышение эффективности технологического процесса посева сои за счет совершенствования конструкции высевающих аппаратов сеялки.
Практическая значимость работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическую реализацию в совершенствовании посева сои сеялкой с диагональными левыми и правыми катушечными высевающими аппаратами. Новизна решений подтверждена патентом РФ на изобретение №2226760 от 20 апреля 2004 г. Посев сои сеялкой с экспериментальными левыми и правыми катушечными аппаратами с диагональными ребрами обеспечивает повышение равномерности выброса их в семяпровод и раскладки семян вдоль рядка до 62 % на расстоянии согласно агротребований при сплошном способе посева, а также при широкорядном однострочном с междурядьем 45 см.
Внедрение. Разработанная сеялка с экспериментальными высевающими аппаратами катушечного типа внедрена в посевном комплексе машин ТОО «Ленинское» с.Толстовка Тамбовского района Амурской области. По результатам приёмочных испытаний высевающих аппаратов зерновой сеялки СЗП-3,6 с диагональным расположением ребер для посева сои установлено, что они надежно и качественно выполняют технологический процесс, соответствуют агротребованиям посева сои. Амурской государственной зональной машиноиспытательной станцией рекомендовано высевающие аппараты выпускать серийно и включить в Федеральный технический регистр.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях ДальГАУ (2001, 2003, 2004, 2005, 2006 гг.), на международной научно-практической конференции (г. Воронеж, 2003 г.) и на конференции молодых ученых Сибирского федерального округа (г. Улан-Удэ, 2004 г.). На Амурской региональной выставке-ярмарке «Агропрод - 2003» высокий научный уровень разработанных высевающих аппаратов катушечного типа подтверждён золотой медалью и дипломом I степени.
Публикации. По результатам выполненной работы опубликовано 8 печатных работ и получено 2 патента на изобретение.
Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, вывода, списка литературы и приложений. Работа изложена на 179 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 40 рисунков. Список использованной литературы содержит 167 наименований, в том числе 6 на иностранных языках.
