Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследо вания 6
1.1. Особенности агроклиматических условий южной лесостепной и степной зоны Западной Сибири 6
1.2. Особенности физико-механических свойств почвы 9
1.3. Способы и устройства для накопления и сохранения влаги в почве, выравнивания поверхности поля и уничтожения сорняков 12
1.4. Техническое обеспечение обработки почвы и посева 18
1.5. Выводы 34
1.6. Задачи исследований 35
Глава 2. Теоретические исследования 36
2.1. Основной рабочий орган ротационного адаптера 38
2.2. Кинематика движения 41
2.3. Ди нам и ка движения 50
2.4. Выводы 56
Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований 57
3.1. Программа исследований 57
3.2. Методика лабораторных исследований по определению рациональных параметров звена цепи 58
3.3. Методика лабораторных исследований по определению рациональной формы и размера зубового зацепа 65
3.4. Методика экспериментальных исследований по определению рациональной длины цепи 68
3.5. Методика сравнительных полевых исследований опытного образца ротационного адаптера с серийными рабочими органами 69
3.6. Методика обработки экспериментальных данных 75
3.7. Планирование эксперимента 77
Глава 4. Экспериментальные исследования 83
4.1. Результаты исследований физико-механических характеристик почвы
4.2. Результаты лабораторных исследований по определению рациональной формы и размера зубового зацепа 85
4.3. Результаты планирования эксперимента 88
4.4. Результаты сравнительных полевых исследований 98
4.5. Выводы 111
Глава 5. Экономическая эффективность 112
Общие выводы 118
Библиографический список 119
Приложения 134
- Особенности агроклиматических условий южной лесостепной и степной зоны Западной Сибири
- Основной рабочий орган ротационного адаптера
- Методика лабораторных исследований по определению рациональных параметров звена цепи
- Результаты исследований физико-механических характеристик почвы
Введение к работе
Актуальность темы. Основными факторами, определяющими плодородие почвы в степи и южной лесостепи Западной Сибири, являются её физико-механические свойства, почвенная влага, элементы питания, её структура. Качество обработки почвы определяется выровненностью, шероховатостью, противо-эрозионной устойчивостью и степенью сё уплотнения. Применение многократных обработок привело к отрицательным последствиям - распылешпо и переуплотнению почвы, развитию водной и ветровой эрозии.
Низкое качество обработки почвы ведёт к формированию гребнистости, что увеличивает площадь её контакта с воздухом более, чем на 15%.. Это приводит к испарению и выветриванию влаги из почвы, повышает энергозатраты на выполнение технологических операций, снижает урожайность зерновых культур на 35-40% [ 41,70,80,83,88].
Важнейшим требованиям к перспективной почвообрабатывающей технике является снижение энергоемкости технологических процессов, совмещение технологических операций, что реализуется при создании новой техники на основе принципов блочномодульности, комбинированности и универсальности и её адаптивности к конкретным почвенно-кл им аттическим условиям [ 66 ].
В связи с этим, тема данной работы по созданию ротационного адаптера к почвообрабатывающим и посевным машинам, обеспечивающим рациональную обработку почвы, с элементами выравнивания поверхности поля и уничтожения сорняков, а так же создания оптимальной плотности и эрозионной устойчивости, является актуальной.
Цель исследования - повысить эффективность технологического процесса обработки почвы и посева зерновых культур путем совершенствования рабочих органов ротационного адаптера.
Объект исследования - технологический процесс и технические средства обработки почвы и посева зерновых культур с применением ротационного адаптера.
4 Предмет исследования - закономерности влияния конструктивных и технологических параметров рабочих органов ротационного адаптера на качественные показатели обработки почвы и посева.
Научную новизну представляют: закономерности влияния параметров ротационного адаптера на качественные показатели обработки почвы и посева, позволяющие определить его рациональные параметры; способ и устройство для выравнивания поверхности ноля, создания оптимальной структуры и формирования способности почвы фильтровать и сохранять влагу, совокупность теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных положений, обеспечивающих обработку почвы с сохранением в ней продуктивной влаги за счет формирования мульчирующего выровненного слоя специальными конструктивными решениями, повышающими плодородие почвы и эффективность процесса.
На защиту выносятся: закономерности влияния конструктивных и технологических параметров ротационного адаптера на качественные показатели технологического процесса обработки почвы и посева; рациональные параметры и режимы работы ротационного адаптера цепного типа.
Практическая значимость. В результате проведенных исследований, обоснованы конструктивные и технологические параметры ротационного адаптера цепного типа к культиваторам и сеялкам, позволяющего повысить качество обработки почвы и посева, уничтожить сорняки с наименьшими затратами. Результаты исследования могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями для разработки цепных адаптеров к почвообрабатывающим и посевным машинам.
Реализация работы. Работа выполнена в период 1999-2004 г.г. в отделе механизации ГНУ СибНИИСХ СО РАСХН в соответствии с государственным тематическим планом работ по теме: 02.03. Создать комплекс конкурентно способных технических средств нового поколения, построенных на принципах блочно-модулыюсти, трансадаптивности, ресурсосбережения, для устойчивого производства продукции растениеводства, а также с ГНУ СибИМЭ СО РАСХН но государственному контракту с Минсельхозом РФ № 1312 от 27.09.2002 г.
5 Апробация работы. Основные положения отдельных вопросов и результаты исследований докладывались: на научно-практической конференции по проблемам экологии агропромышленного комплекса в рамках Сибирского Федерального округа РФ в г. Новосибирске 22 ноября 2002 года; на Второй международной научно-практической конференции «Проблемы качества продукции в XXI веке. Методы и технические средства испытаний и сертификации технологий и техники», г.Новокубанск, РОСНИИТиМ 17-19 июня 2003 года; на международной научно-практической конференции «Информационные технологии» в СО РАСХН, ГНУ СибФТИ 22-24 октября 2003 года; на международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы развития механизации сельского хозяйства и машиностроения для АПК» Республика Казахстан, г.Алматы, 6-8 октября 2004 года.
Материалы диссертации рассмотрены на заседании секции механизации АПК Омской области 25.08.2004 года и на расширенном заседании лаборатории № 2 «Механизация процессов обработки почвы и посева зерновых культур» в ГНУ СибИМЭ СО РАСХН 30.09.2004 года.
Публикации: По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографии и приложений. Общий объем составляет 158 страниц, из них 133 страниц основного текста, 88 рисунков, 11 таблиц, 25 приложений.
Библиографический список включает 166 источников.
Особенности агроклиматических условий южной лесостепной и степной зоны Западной Сибири
Для рельефа характерны весьма плоские увалы, разделенные широкими ложбинами. Площадь полей с уклоном до 1 составляет 64,2% и более 30% - с уклоном до 3 [ 6 ]. Почвенный покров представлен на 80% черноземами обыкновенными тяжелого гранулометрического состава, а часть земель, прилегающих к реке Иртыш - легкого гранулометрического состава. Эти почвы обладают пониженными нротивоэрознонными свойствами. Солонцовые черноземы занимают до 20% общей площади. В целом, земледелие в степи и южной лесостепи ведется на пашне, предрасположешюй к эрозии, вызываемой стоком талых вод и ветровой дефляцией почв в условиях недостаточного увлажнения.
Распаханность территории варьирует от 85 до 95%. Такое массовое вовлечение почв в обработку повлекло развитие эрозии. Эродированность пашни составляет 53,5%, поэтому сегодня особое внимание уделяется вопросу сохранения плодородия почвы [24]. Для зоны характерна высокая ветровая активность, число дней в году со скоростью ветра 15 м/с составляет 30...60.
Интенсивность эрозионных процессов определяется сложным сочетанием при-родохозяйственных факторов, среди которых особое значение имеет климат.
Климат формируется под влиянием географических и климатических особенностей азиатского материка. Приток холодных арктических масс воздуха и сухих, теплых с территории Казахстана обуславливает резкую континенталь-ность и неустойчивость погодных явлений.
Для температурного режима характерна суровая продолжительная зима, средняя температура в январе минус 19...20 С. Устойчивый снежный покров образуется в начале ноября и сходит в коїще первой декады апреля. Высота его увеличивается постепенно, достигая 20...30 сантиметров лишь в марте. Медленное на 7 растание снежного покрова и неравномерность залегания обуславливает промерзание почв на глубину 190-250 сантиметров. Средняя продолжительность залегания снежного покрова 150... 160 дней, это оказывает влияние на энергетический (с поверхности отражается 80% солнечной радиации) и водный баланс почвы. Лето короткое и жаркое. Средняя продолжительность безморозного периода 122 дня. Сумма положительных температур выше +10С составляет 2000.„2100 . Температура воздуха в годы исследований за вегетационный период не отличается от среднемноголетних данных.
Весна сухая, ветреная. В начале апреля температура воздуха проходит через 0 С, начинается разрушение снежного покрова и сход к середине месяца. Средняя дата прекращения заморозков 17.„25 мая.
Осень ранняя, дождливая. Первые заморозки наступают в начале сентября. В конце октября среднесуточная температура переходит через 0 С и появляется снежный покров.
Основной особенностью лесостепного района является недостаточность атмосферных осадков при- высокой испаряемости, которая более, чем в 1,5 раза превышает их количество. Среднегодовое количество осадков колеблется от 250 до 310 мм. Большая их часть 55...250 мм (при норме 146 мм) выпадает в летнее время, осенью 10-50.„60 мм. Твердые осадки составляют 25-30%. Доля их в формировании урожая составляет 50% [ 65 ]. Количество осадков, выпавших в годы исследований за вегетационный период, приведены на рисунке 1.1. В 2002-2003 годах отмечено превышение среднемноголетних данных в июле и августе на 20 и 40 миллиметров соответственно.
Вопросы плотности почвы прямо или косвенно связаны со многими разделами общего земледелия. Они имеют отношение не только к режимам, но и к выбору орудия и способа обработки, борьбе с сорной растительностью, вредителями и болезнями сельхозкультур, севооборотами [ 49 ]. Установлено [ 120 ], что урожайность растений в зависимости от плотности сложения почвы при прочих равных условиях выражается экстремальной кривой с максимумом при оптимальном значении плотности почвы. Для большинства разновидностей почв оптимальная плотность находится в пределах 1,1...1,3 г/см . Увеличение плотности тяжелосуглннистых почв до 1,4... 1,5 г/см3 снижает урожайность в 1,5...2 раза. Плотность почвы среднего и тяжелого гранулометрического состава выше 1,6... 1,7 г/см3 является критической, при которой рост и развитие растений практически прекращается.
Важным свойством плотности почвы является се механическая прочность и водоустойчивость почвенных агрегатов. Устойчивое сложение почвы стабильно поддерживает заданные воднофизические показатели. Связь водопрочности структуры с устойчивостью почвы к уплотнению показана в трудах И.Б. Ревута и И.В. Кузнецовой [ 71,120 ].
Ими отмечается, что при наличии в пахотном слое водоустойчивых агрегатов размером более 0,25 мм в пределах 40...45% почва устойчива к уплотнению, если их 10...20% - неустойчива, больше 60...70% - высокоустойчива. Водоустойчивость агрегатов формируется под воздействием почвенных биохимических процессов.
В тесной взаимосвязи со структурой почвы находится скважность. Оптимальная скважность почвы, обеспечивающая формирование высокого урожая, лежит в пределах 50...65% к общему объему почвы. Превышение или снижение указанных значений ухудшает почвенные условия жизни растений [ 37 J.
В исследованиях С.С.Сдобникова [ 123 ] отмечается, что при анализе данных о режиме влажности и развитии растений при оптимальной плотности почвы (1..Л,3 г/см3), влага расходуется более производительно, чем на рыхлой почве. Основным регулятором является скважность. Снижение некапиллярной скважности уменьшает испарение влаги за счет уменьшения воздухоемкости почвы и ее продуктивности. Оптимально уплотненная почвы имеет, хотя более низкий, но довольно стабильный режим фильтрации. Уплотнение оказывает влияние на перераспределение влаги в почвенном профиле, способствует подтягиванию ее к корнеобитаемому слою почвы.
Основной рабочий орган ротационного адаптера
Будем рассматривать цепное устройство как систему взаимодействующих звеньев (Рис. 2.2), каждое из которых представляет собой звено цепи с зубьями (Рис. 2.1). Рисунок 2.1. Схема звена цепи. Рисунок 2.2. Схема цепного адаптера Для построения траекторий движения точек исполнительных элементов цепного адаптера, введем следующие допущения. Будем рассматривать отдельное звено цепного адаптера как эллипс, пересеченный отрезком прямой (рис. 2.3). Рисунок 2 3 Схема звена как эллипс. Взаимодействие центрального звена цепи с почвой при-движении агрегаїа Движение центрального звена цепи с вращением можно рассматривать как вращение отрезка прямой (рис 2 А) Рисунок 2 4 Движение цетрального звена Проследим движение центрального тема цепи с вращением Начало движения с вращением звена цепи под действием внешних воздействий, т.е. соседних цепей (рис. 2.5). UJcJ Рисунок 2. 5 Начало движения На этом этапе наблюдается сильное влияние зуба звена цепи на почву, так как зуб входит в почву и при повороте осуществляет её" рыхление.
На этом этапе начинает фиксироваться центр поворота звена цепи (т.е. уплотнение почвы останавливает погружение звена цепи в почву) и начинается поворот звена вокруг этого центра. В этом случае начинается рыхление почвы под воздействием поворота в почве погруженной в почву части звена (в большей части это зуб).
Первый этап движения звена. Пусть (х0,у0)-центр звена цепи, d- расстояние от центра цепи до конца зуба, (х,у)- координаты конца зуба. Тогда расположение звена цепи однозначно определяется координатами двух точек {(х0,у0),(х,у)} Учитывая, что Ах есть смещение звена под воздействием внешних сил (тяга двигательного устройства) и и - угол поворота под воздействием соседних звеньев цепи, будем иметь следующие формулы перехода к новым координатам. Координаты точки (х,у) одно х = х — d значно определяются координатами (х0,у0) md. (2.3).
Третий этап. Движение звена цепи под действием внешней силы по направлению движения и его вращение с учетом сопротивления почвы. Это рабочий цикл вращения, оказывающий влияние на соседние звенья. В этом случае появляется радиус вращения г и точка центра вращения с координатами (хг,уг). Они зависят от состава почвы и ее плотности (рис.2.11). Задавая радиус г, можно рассчитать координаты центра вращения rxr=xa+r(x xJ/d, yr=y0+r-(y-y0)/d. (2.7) Далее, учитывая что ха -xQ-&x=v, можно получить новое значение координаты y0=yr±Jr2-(xa-x,y (2.8) и координаты конца зуба, находящегося в почве x = xl)+d-(xF x0)/r, (2.9) У=Уо +d(y, -y0)/r . В случае очень малого сопротивления почвы (и других причин, например зависание цепи над почвой и касание концом зуба почвы) координаты центра вращения (xr,yr)могут совпадать с координатами центра цепи(л-0, 0). В общем случае радиус вращения будет близок к длине малой полуоси эллипса, моделирующего звено цепи.
Нами ранее было установлено, что при движении и вращении центрального звена цепи при разных углах поворота части звена могут оказываться как пассивными (в организации движения), так и активными (в изменении структуры почвы) и наоборот.
Движение точек звена цепи будем рассматривать в пространстве координат X, Y, Z. Так как звено является подвижным механизмом в пространстве, следовательно, его точки участвуют в нескольких пространственных движениях (движение по кругу, повороты относительно осей координат, параллельный перенос вдоль направления движения). Будем считать, что параллельный перенос точки вдоль направления движения совпадает с противоположным направлением оси ОХ.
Учитывая, что зубья выбраны круглые, действия сил является однотипным. Однако зубья в цепном адаптере участвуют в сложных движениях, так как звенья, как было показано выше, при погружении в грунт по-разному испытывают сопротивление почвы. На начальной стадии погружения зуба центрального звена в почву сопротивление почвы (Rs) преодолевается силами движения агрегата (Pv) силами тяжести цепи (Pt) и силами вращательного движения Рю, образующимися при комплексном воздействии почвы на цепное устройство (Рис.2.18). Интегрированная сила сопротивления при погружении зуба в почву должна быть меньше интегрированной силы образующейся при движении цепного устройства.
Так, например, при увеличении угла атаюр (поворота звена цепи относительно направления движения) уменьшается влияние сопротивления почвы на формиро 53 вание вращательного движения. Это можно проследить на граничных условиях натяжения цепи (рис.2.23). При сильном натяжении цепи все ее звенья формируют вращательное движение. Однако при этом недостаточно выравнивается рельеф почвы. При движении могут оставаться впадины.
Методика лабораторных исследований по определению рациональных параметров звена цепи
Создание рациональных условий при подготовке почвы к посеву и при посеве является основным из факторов, обуславливающих рост и развитие растений и самое главное - эффективное использование плодородия почвы для более полной реализации её генетического потенциала. В работе исследования предусматривают определение ряда коэффициентов и зависимостей взаимодействия цепного адаптера с почвой для определения рациональных параметров рабочих органов.
Для этих целей проводятся: - лабораторные исследования в почвенном канале; - экспериментальные исследования в полевых условиях; - сравнительные нолевые исследования опытного образца цепного адаптера с серийными рабочими органами.
Целью лабораторных исследований в почвенном канале является изучение взаимодействия рабочих органов цепного адаптера с почвой и с сорными растениями, выбор рационального типоразмера звена цепи, формы и размера зуба, исходя из оптимальных значений гребнистости, плотности, тягового сопротивления.
Целью экспериментальных исследований в полевых условиях является определение рациональной длины цепи и кинематического параметра движения исходя из оптимальных значений гребнистости, плотности почвы, крошения и тягового сопротивления.
Целью сравнительных полевых исследований опытного образца цепного адаптера является определение качественных показателей технологического процесса обработки почвы и посева, урожайности зерновых культур, энергетических, эксплуатационно-технологических показателей, в сравнении с контролем.
При экспериментальных исследованиях предусматривается проведение математического планирования эксперимента с использованием методических рекомендаций [ 40, 44, 69, 85,94 ]. Математическое планирование эксперимента, по сути, —это совокупность специфических приемов выбора числа и условии проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью, а также приемов выбора методов математической обработки результатов эксперимента и принятия решений на основе полученных данных.
Метод наименьших квадратов относится к разряду методов приближения экспериментальных или наблюдаемых зависимостей известными функцилми или их комбинациями. Это метод экстраполирования. Как известно, в отличие от методов интерполирования, предполагающих построение приближающих функций точно проходящих через исходные точки (значения функции совпадают с экспериментальными данными в узлах интерполяции), методы экстраполирования призваны отражать весь процесс в целом и поэтому необязательно приближающие функции должны точно проходить через исходные точки. Методы интерполирования дают хорошее приближение внутри промежутка значений. Методы экстраполирования могут предсказывать (прогнозировать) протекание процессов.
Лабораторные исследования проводились в почвенном канале СибНИИСХ -(рисунок 3.1). Почвенный канал оборудован тяговой тележкой (рисунок 3.2), которая перемещается по рельсовому пути с помощью тросовой системы. Привод тележки от электродвигателя через редуктор и коробку перемены передач, что позволяет получать необходимые скорости движения; имеется тормозная система. Почвенный канал оборудован системой увлажнения почвы, имеются приспособления для создания необходимой плотности почвы, имеется аэродинамическая установка для определения ветроустойчивости почвы. Размеры почвенного канала: длина 15 м, ширина 3 м, глубина пахотного слоя 1,5 м. Для проведения исследований на тяговой тележке было смонтировано экспериментальное тензометри 59 ческое оборудование (рисунке 3.3). На исследование были поставлены различные варианты цепей (рисунке 3.4). Цепи по ТУ 12.0173856.009-88 «Цепи круглозвен-ыые сварные общего назначения». Характеристика их приведена в таблице 3.1. Рисунок 3.1. Почвенный канал СибНИИСХ.
Перед каждым проходом варианта цепи почва обрабатывается культиваторной лапой на глубину обработки 50, 70,100, 150 мм с уплотнением катком до исход-ной плотности 0,9 г/см . Определяется влажность почвы, %. После прохода варианта определяется плотность и гребнистость. Повторность опыта трехкратная. Пробы на влажность и плотность отбираются специальными пробоотборниками (рисунках 3.5-3.7). Для измерения веса проб на плотность используются чашечные весы (рисунок 3.8). Для определения грсбнистости используется специальная рейка с делениями и измерительная линейка (рисунок 3.9). Для определения влияния зубового зацепа на семена, на глубину заделки семян 7 см закладывается пропиленовая крошка (рисунок ЗЛО). Затем эта выемка засыпается и уплотняется до исходной плотности и делается проход варианта. После прохода варианта часть почвы в выемке отсекается оргстеклом и измеряется глубина заделки семян. Тяговое сопротивление определяется с помощью тензометрических звеньев, подключенных к регистрирующей тензометрической аппаратуре ЭМА-ПМ, которая применяется в системе машиноиспытаний Минсельхоза РФ.
Результаты исследований физико-механических характеристик почвы
Важнейшим требованием к перспективной почвообрабатывающей технике является снижение энергоемкости выполняемых технологических операций при существенном повышении качества обработки почвы. Для этого необходима максимальная степень соответствия рабочих органов их назначению в конкретных природно-климатических условиях. При этом приоритетным направлением должно стать определение закономерностей деформации и разрушения почвы. В результате исследований последних лет стало очевидным, что физическое понимание и адекватное математическое описание деформации и разрушения почвы открывают перспективы создания математических, технологических и других моделей теории почвообработки [ 150, 152 ].
Для установления зависимостей физико-механических характеристик почвы в условиях исследований южной лесостепи Омской области были исследованы условия по материалам протоколов испытаний Сибирской МИС за последние 10 лет [ 5, 13-21, 27, 59, 60, 72-77, 101, 108-110, 125-135 ].
Получены линейные регрессивные уравнения взаимосвязей основных физико-механических свойств почвы, определяющих энергоемкость и качество технологических процессов обработки почвы и посева зерновых культур. 4.2. Результаты лабораторных исследований по определению рациональной формы зубового зацепа В результате проведенных теоретических исследований определен профиль зуба в виде прямого стержня круглого сечения диаметром в пределах 14-17 мм. Для уточнения теоретических положений были проведены лабораторные исследования по определению максимальной нагрузки на зуб, в пределах диаметра зуба 10-20 мм для круглого сечения и в пределах 12-20 мм для зубьев шестигранного и квадратного сечения.
Результаты исследований приведены в таблице 4.1. Эпюры распределения нагрузки на зуб получены на осциллограмме.
После прохода зуба па поверхности почвы остается микроуглубление -лунка по форме, с учетом осыпания почвы, подобная треугольной призме с параметрами длина (L), ширина (в), глубина (h). Лунка по агротехнической целесообразности является как противоэрозионным микрорельефом, так и микроуглублением, способствующим влагозадержанию и влагонакоилению в почве. Зависимость объема лунки от глубины обработки приведена на рисунке. 4.1.
Анализ полученных данных (таблица 4.1.) показывает, что с увеличением профиля зуба возрастает и нагрузка на зуб в прорабатываемом слое. При сравнении зубьев круглого сечения с зубьями из шестигранника и квадрата соизмеримых сечений видно, что наибольшую нагрузку имеют зубья шестигранного сечения. При рассмотрении влияния формы зубьев на величину нагрузки от радиуса кривизны зубьев 1-2 м различий практически не отмечается. При увеличении угла изгиба профиля зуба от 10 до 20 градусов происходит незначи 86 тельное снижение максимальной нагрузки на зуб с 10,5 до 10,0 кгс. Это обусловлено тем, что при внедрении в почву рабочая часть зуба имеет меньшую площадь сжатия почвы.
Зависимость удельной нагрузки от типа зубьев приведена на рисунке 4.3. Удельная нагрузка характеризует отношение максимальной нагрузки на зуб к объему образуемой лунки. Для зубьев диаметром 15 мм разной формы (тип 4) вариабельность удельной нагрузки незначительная.
При изучении взаимодействия звена цепи с сорняками было выявлено, что при ориентации сорняков вдоль оси вращения происходит захват сорняков, если не зубом, то звеном обязательно, их протаскивание в почве и вынесение (вычесыва глубина обработки.см
Затем, согласно методики проведения лабораторных исследований в поч венном канале (раздел 3), с помощью установки имитирующей работу цепного устройства в поле, были проведены все варианты опытов согласно плана эксперимента. Полученные данные по гребнистости, плотности почвы и тяговой мощности являются откликом на факторы: калибр цепи, длина зуба, диаметр зуба. Компьютерная обработка полученных данных по программе Visial Basic с применением метода наименьших квадратов позволила получить уравнение регрессии и сравнить теоретический и экспериментальный отклики.
Проведем оценку влияния факторов на критерий оптимизации или отклик. Количественной мерой этого влияния является абсолютная величіша коэффициента регрессии. Если коэффициент положителен, то с увеличением фактора оптимизации критерий оптимизации растет, и наоборот, если коэффициент отрицателен, то рост этого фактора приведет к уменьшению критерия оптимизации. Из предварительного анализа модели процесса взаимодействия экспериментального рабочего органа цепного устройства с почвой по коэффициентам уравнения регрессии следует:
1. Наиболее значимым является коэффициент Х, отображающий влияние калибра цепи на показатели гребнистости, плотности почвы и тяговой мощности. Затем по значимости идут коэффициенты диаметра зуба (Х3) и длины зуба (Х2).
2. Поскольку все три коэффициента (Х\Х22, Х2з) присутствуют в уравнении, то есть, являются статистически значимыми, модель является нелинейной и поверхности отклика должны описываться кривыми второго порядка, следовательно, имеются оптимальные значения исследуемых параметров цепи. Анализ модели, описываемой уравнением регрессии, производится методом сечений. В результате чего получены отклики - зависимости гребнистости, плотности почвы и тяговой мощности от параметров цепи, приведенные на рисунках (4.8-4.10), для рациональных параметров цепи. На рисунках в приложении - для других параметров исследуемого диапазона значений.
При анализе поверхностей откликов, представленных на этих рисунках и графиков зависимостей удельного показателя от параметров цепи, видно, что оптимальными значениями параметров цепи являются: калибр -33 мм, длина зуба - 80 мм, диаметр зуба - 15 мм.
Исходя из того, что при работе цепного адаптера с сеялкой зубья цепи не должны нарушать распределение семян при заделке их сошником в почву, были проведены исследования по влиянию длины зуба на равномерность глубины заделки семян. Для этого была сформирована выемка на максимально допустимую глубину заделки семян - 70 мм. В выемку тонким слоем была распределена полиэтиленовая крошка. Выемка засыпалась, уплотнялась до исходной плотности и после прохода установки с цепью делался разрез почвы с применением оргстекла - рисунок 4.11. Зубья применяли длиной 60 мм, 70 мм, 80 мм. Распределение семян не нарушалось при длине зуба до 70 мм.
