Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ способов посева и высевающих аппаратов овощных сеялок 8
1.1. Способы посева семян и агротребования к посеву 8
1.2. Овощные сеялки и направления их совершенствования 11
1.3. Высевающие аппараты овощных сеялок 13
1.4. Вибрационные высевающие аппараты 20
Выводы по первой главе и задачи исследований 30
ГЛАВА 2. Теоретические исследования рабочего процесса вибрационного высевающего аппарата 33
2.1. Состояние верхней свободной поверхности семян в колеблющемся лотковом высевающем устройстве вибрационного аппарата 34
2.2. Движение семян относительно высевных отверстий лоткового высевающего устройства 46
2.3. Проход семян через высевное отверстие и обоснование параметров лоткового высевающего устройства 57
Выводы по второй главе 60
ГЛАВА 3. Программа и методика проведения экспериментальных исследований 62
3.1. Программа исследований 62
3.2. Экспериментальный образец вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством 63
3.3. Лабораторные установки для проведения экспериментальных исследований 64
3.4. Оценочные показатели рабочего процесса вибрационного аппарата и методики их определения 67
3.5. Порядок проведения опытов и используемые измерительные приборы и оборудование 72
ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований 76
4.1. Результаты исследований аппарата при высеве семян морковки 77
4.2. Результаты исследований аппарата при высеве семян свеклы 84
4.3. Результаты исследований аппарата при высеве семян огурца 92
4.4. Результаты исследований аппарата при высеве семян редьки (редиса) 98
Выводы по четвертой главе 102
ГЛАВА 5. Агрооценка экспериментальной сеялки и расчет технико-экономических показателей 105
5.1. Овощная сеялка с вибрационными высевающими аппаратами 105
5.2. Настройка сеялки на различные режимы работы 107
5.3. Характеристика условий испытаний 107
5.4. Режимы работы сеялки при испытаниях 109
5.5. Определение показателей качества работы сравниваемых высевающих аппаратов сеялок и их анализ 109
5.5.1. Равномерность распределения корнеплодов в рядках 110
5.5.2. Урожайность на участках 112
5.6. Расчет экономической эффективности овощной сеялки с вибрационными высевающими аппаратами 113
Выводы по пятой главе 118
Общие выводы 120
Литература 122
Приложение 133
- Высевающие аппараты овощных сеялок
- Состояние верхней свободной поверхности семян в колеблющемся лотковом высевающем устройстве вибрационного аппарата
- Лабораторные установки для проведения экспериментальных исследований
- Результаты исследований аппарата при высеве семян морковки
Введение к работе
Важнейшей задачей сельскохозяйственного производства России является полное удовлетворение населения собственными продуктами растительного происхождения.
Ученые-медики напрямую связывают здоровье и продолжительность жизни людей с качеством питания. Из 1000...1200 г продуктов питания растительного происхождения, потребляемых человеком в сутки, более 600 г должны приходиться на овощи [1]. За последние 5 лет производство овощей в мире увеличилось на 21% и достигло 565 млн. т. На каждого жителя Земли приходится почти по 100 кг витаминной продукции в год. Однако потребление ее различными странами различное. Так, например, в Китае ее потребляют по 170 кг, США - 138, Японии - 122, Италии - 130, а в России - всего лишь по 70 кг [2]. Валовое производство овощей в России сохранилось на уровне 11...12 млн.т. в год. Для полного удовлетворения потребности населения в витаминной овощеводческой продукции необходимо ежегодно производить 17,5...18 млн.т. [3,4].
В общем комплексе операций по возделыванию с.-х. культур, в том числе и овощей, важное место занимает посев. Своевременный и качественно проведенный посев во многом определяют урожайность культуры и величины энергетических, трудовых и материальных затрат на ее возделывание.
Качество посева любой культуры оценивают заделкой семян в почву на заданную глубину и равномерностью их распределения по полю, что обеспечивает создание оптимальной площади питания для каждого растения. Эти вопросы освещены в работах многих авторов [5-19].
Равномерность распределения семян в рядках зависит от всех рабочих органов сеялки, с которыми семена соприкасаются в процессе своего движения из семенного ящика до почвы. Однако наибольшее влияние оказывают высевающие аппараты [6-15].
На овощных сеялках наибольшее распространение получили высевающие аппараты непрерывного и циклического (точного) высева. Аппараты непрерывного высева представлены двумя разновидностями — катушечными и
5 аппаратами с центральным дозированием и пневмотранспортированием семян
к распределительным устройствам и далее к сошникам.
Катушечным высевающим аппаратам наряду с известными достоинствами присущи и серьезные недостатки, к которым можно отнести сложность конструкции аппаратов и технологии изготовления их элементов (литая катушка, штампованный корпус). Для настройки аппаратов на норму высева необходимо выполнить несколько регулировок, при этом аппараты плохо справляются с высевом мелких семян, требуя хорошей герметизации сеялки, а при высеве крупных семян наблюдается их повреждение, кроме того, сеялки с такими аппаратами имеют значительную материалоемкость на метр ширины захвата. Прерывистый поток семян, формируемый катушкой, не обеспечивает равномерность распределения семян в рядках. Коэффициент вариации интервалов между семенами в рядках колеблется от 95 до 125% и более [18].
Высевающие системы с центральным дозированием и пневмотранспортированием семян к сошникам, являются сложными и дорогостоящими. Серьезным недостатком таких систем является сложность поддержания постоянной скорости воздушного потока, транспортирующего семена из- за его утечки, возможность забивания семяпроводов при снижении скорости воздуха, повреждение семян в процессе их транспортирования и деления на отдельные потоки в распределительных головках (скорость семян может достигать более 20м/с). Коэффициент вариации интервалов между семенами еще больше, чем у катушечного аппарата.
Аппараты циклического (точного) высева по конструктивному исполнению бывают механическими и пневматическими. Для нормальной работы первых необходимы калиброванные семена, что усложняет технологию посева овощных культур. Аппараты сложны в конструктивном отношении, а технологии изготовления их элементов - трудоемкие и дорогостоящие, что сказывается на стоимости сеялок в целом.
Аппараты точного высева имеют преимущество перед аппаратами непрерывного высева лишь в случаях, когда семена имеют высокую всхожесть
(более 80%). При высеве многих семян овощных культур, для которых характерна низкая всхожесть, преимущество этих аппаратов теряется.
В связи с этим возникает необходимость в проведении научных исследований и опытно-конструкторских работ, связанных с совершенствованием существующих и разработкой принципиально новых высевающих аппаратов, удовлетворяющих агротехническим требованиям.
На кафедре сельскохозяйственных машин Красноярского государственного агроуниверситета проводятся .исследования универсального высевающего аппарата вибрационного типа для высева семян овощных культур.
Работа выполнялась по плану НИР Красноярского агроуниверситета по заданию 09.02.06 и включена в межведомственный координационный план СО РАСХН на период 2006...2010 гг. по заданию IX. 01.02.01.«Обосновать и разработать комплексы конкурентоспособных технических средств нового поколения для машинных технологий производства зерновых культур, выращивания овощей в открытом грунте и улучшения лугопастбищных угодий.
Целью диссертационной работы является обоснование конструктивных параметров и режимов работы многоструйного вибрационного высевающего аппарата овощной сеялки, обеспечивающих повышение качества высева и снижения материальных затрат.
Научная гипотеза основана на возможности использования в технологическом процессе работы высевающего аппарата вибрации, благодаря которой семенной материал приобретает повышенную «текучесть», позволяющую ему проходить через калиброванные отверстия высевающего устройства.
Объектом исследований является процесс «истечения» колеблющегося слоя семян овощных культур через калиброванные отверстия лоткового высевающего устройства, вибрационный высевающий аппарат, экспериментальная овощная сеялка с вибрационными высевающими аппаратами.
Предметом исследований является установление закономерностей, определяющих рабочие процессы вибрационного аппарата при высеве семян овощных культур.
Научную новизну составляют:
двухуровневая схема формирования многоструйного потока семян, сочетающая свободное их «истечение» из бункера в лотковое высевающее устройство и принудительное - через высевные отверстия при низкочастотных его колебаниях;
математические модели, описывающие состояние колеблющегося слоя семян и их движение относительно высевных отверстий лоткового высевающего устройства;
зависимости, устанавливающие влияние параметров и режимов работы вибрационного высевающего аппарата на его оценочные показатели.
Практическую значимость составляют: конструктивные параметры и эффективные режимы работы вибрационного высевающего аппарата овощной сеялки; номограмма для настройки овощной сеялки на заданную норму высева; использование результатов исследований в учебном процессе при подготовке специалистов сельскохозяйственного производства.
На защиту выносятся следующие научные положения:
Технологическая схема высева, сочетающая свободное «истечение» семян из бункера и принудительное - через высевные отверстия колеблющегося высевающего устройства.
Аналитические зависимости, описывающие состояние свободной поверхности верхнего слоя семян и их движение относительно высевных отверстий от основных факторов, определяющих режим работы вибрационного аппарата.
Экспериментальные зависимости оценочных показателей вибрационного высевающего аппарата при высеве семян различных овощных культур от основных факторов, определяющих режим его работы.
Номограмма для настройки универсальной машины в варианте овощной сеялки при высеве семян различных овощных культур.
5. Результаты сравнительных полевых испытаний экспериментальной
овощной сеялки с производственной сеялкой СО-4,2 и расчеты экономической эф
фективности ее применения.
Высевающие аппараты овощных сеялок
Высевающий аппарат является-; ответственным; рабочим органом? любой сеялки и от его показателей;зависит работа посевной:машины в целом: В;связно с этим к; высевающему аппарату предъявляют целый комплекс требований; основными изкоторыхявляются: - универсальность, позволяющая высевать семена различных с.-х. культур, отличающихся по физико-механическим свойствам (размер, форма, поверхность, коэффициент трения; плотность и др:); - качественный высев различных семян с.-х. культур в широком диапазоне изменения заданной нормы высева; - привод аппарата должен быть простым и не громоздким, желательно отсутствие в приводе цепных, ременных и зубчатых передач, трущихся и изнашивающихся поверхностей; - отсутствие повреждения семян при высеве; - конструкция аппарата должна быть простой, не иметь сложных и дорогостоящих деталей и узлов; - восстановление работоспособного состояния, как в процессе эксплуа тации, так и при ремонте ; настройка аппарата на определенный режим работы должна быть простой, с минимальным количеством регулировок и затрат времени на ее выполнение; - низкая стоимость; - рабочий процесс должен удовлетворять агротехническим требованиям. К высевающему аппарату государственным стандартом предъявляются вполне определенные агротехнические требования, основными из которых являются неравномерность высева семян отдельными высевающими аппаратами, неустойчивость общего высева всеми высевающими аппаратами и отклонение фактической нормы высева от заданной. Так коэффициент вариации, отражающий неравномерность высева семян отдельными аппаратами и отклонение фактической нормы от заданной не должны превышать ±3%. [60].
Неравномерность высева семян отдельными высевающими аппаратами может оцениваться и значением среднего коэффициента неравномерности, величина которого не должна превышать для зерновых 6%, зернобобовых и овощных 10% и трав 20%. [14,61]. При этом коэффициент неустойчивости общего высева всеми высевающими аппаратами не должен быть выше соответственно 3,5 и 10% [62]. Все известные высевающие аппараты по технологическому процессу разделяются на аппараты непрерывного и пульсирующего действия, [12,14,25,63-66]. По количеству формируемых при этом потоков семян каждым аппаратом они разделяются на одно и многоструйные.
Для одноструйных высевающих аппаратов характерно то, что каждый аппарат осуществляет подачу семян только в одну бороздку. В многорядных сеялках с такими аппаратами количество засеваемых рядков и количество высевающих аппаратов должно быть строго одинаковым. По этому принципу работает преобладающее большинство" высевающих аппаратов. Одна группа таких аппаратов формирует пульсирующий поток семян по одному семени (пунктирный посев), либо по несколько семян (гнездовой посев). Такие аппараты устанавливаются, как правило, на сеялках для высева пропашных культур. Другая группа осуществляет подачу семян непрерывным потоком (рядовой посев). Такими аппаратами оборудуются сеялки для высева семян зерновых, трав и овощных культур.
К аппаратам непрерывного высева относятся катушечные, внутреннере-берчатые, лопастные, транспортерные и другие, которые составляют наиболее распространенную группу механических высевающих аппаратов. Наибольшее распространение из этой группы получили катушечные высевающие аппараты, многообразие которых определяется незначительными конструктивными особенностями основного их рабочего органа — катушки.
Катушечный аппарат получил распространение в зерновых рядовых сеялках. Катушки меньших размеров применяются в овощной сеялке СО-4,2 [65]. Центробежные высевающие аппараты используются в зерновых сеялках, оборудованных ЦВС для дозирования зерна и туков в пневмопроводы. Внутреннереберчатые аппараты не нашли применение в существующих отечественных сеялках. [12,66].
Высевающие аппараты с центральным дозированием и пневмотранспор-тированием семян к сошникам используются в зерновых сеялках, а в последнее время проводятся исследования с целью определения возможности их использования в овощных сеялках, особенно при высеве мелкосеменных культур [67].
Из рассмотренных высевающих аппаратов непрерывного высева катушечный и внутреннереберчатый относятся к одноструйным, а центробежный и аппарат с ЦВС - к многоструйным.
Высевающие аппараты пульсирующего действия (их также называют аппаратами однозернового или точного высева) используются в пропашных сеялках, осуществляющих широкорядный способ посева. Они разделяются на две большие группы - механические и пневматические, а по количеству формируемых потоков семян, относятся - к одноструйным. Из механических высевающих аппаратов пульсирующего действия наибольшее распространение получили ячеисто-дисковые, с различным расположением диска: горизонтальным, вертикальным и наклонным. [68-74].
На рисунке 1.2 представлены два ячеисто-дисковых высевающих аппарата. Один из них имеет горизонтальный диск (вертикальная ось вращения), другой - вертикальный (горизонтальная ось вращения).
Состояние верхней свободной поверхности семян в колеблющемся лотковом высевающем устройстве вибрационного аппарата
Общим недостатком известных вибрационных высевающих аппаратов, сдерживающих их более широкое использование в посевных машинах, является низкий уровень технических решений, положенных в основу их рабочих процессов, показатели которых не удовлетворяют агротехническим требованиям, предъявляемым к высевающим аппаратам.
Одним из перспективных направлений является разработка вибрационного аппарата, рабочий процесс которого предусматривает отделение вибри-руемого в высевающем устройстве семенного материала от общей его массы в бункере. В этом случае имеется возможность достичь однородного, разрыхленного состояния всему слою семян в высевающем устройстве, что должно гарантировать их равномерное истечение через все высевные отверстия. При этом семена, высеянные через отверстия, будут пополняться таким же их количеством из бункера через регулируемый потокопровод, что обеспечит постоянный их уровень в высевающем устройстве.
С целью подтверждения выдвинутой гипотезы необходимо провести теоретические и экспериментальные исследования рабочего процесса предложенного вибрационного высевающего аппарата, для чего решить следующие задачи: 1. Провести анализ современных способов и технических средств высева семян овощных культур и обосновать возможность использование многоструйного вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством, обеспечивающего повышение эффективности высева и снижение материальных затрат. 2. Установить аналитические зависимости и разработать математические модели, описывающие состояние слоя семян и их движение относительно высевных отверстий колеблющегося лоткового высевающего устройства и на их основе определить конструктивные параметры, основные факторы и диапазон их изменения, влияющие на работу вибрационного аппарата. 3. Определить методику оценки основных качественных и количественных показателей высева семян овощных культур с использованием метода активного планирования эксперимента. 4. Провести экспериментальные исследования и определить эффективные режимы работы вибрационного аппарата, обеспечивающие повышение оценочных показателей высева семян овощных культур. 5. Разработать номограмму для установки экспериментальной сеялки с вибрационными высевающими аппаратами на заданную норму высева, провести полевые сравнительные испытания с производственной сеялкой СО-4,2 и дать технико-экономическую оценку ее применения.
Рабочий процесс вибрационного высевающего аппарата включает свободное истечение семенного материала из бункера в высевающие устройство (при этом в последнем формируется слой семян регулируемого уровня), и принудительное через калиброванные высевные отверстия за счет низкочастотных колебаний высевающего устройства.
Вопросы, связанные со свободным «истечением» сыпучего материала из емкостей, имеющих выпускные окна различных геометрических форм, интересовали многих отечественных и зарубежных исследователей (М.М. Продьяко-нов, П. Шульц, Н.Я. Янсен, В.А. Надеждин, Н. Энгессер, Н.В. Сорокин, Г.А. Гениев, П.Н. Платонов и др.). Изучением свободного истечения сыпучих материалов из бункера с учетом сводообразований занимались многие исследователи, в том числе Р.Л. Зенков [129,130]. Эти же вопросу без учёта сводообразований нашли отражение в работах Л.В. Гячева [131], В.Ф.Семенова [132] и других исследователей. Дальнейшее развитие теории истечения сыпучих материалов из бункеров получило в исследованиях В.А. Богомягких [133] и других авторов (А.В. Варламов, А.А. Ковалев, И.В. Артемьева, К.И. Кузьменко и др.). Эффективность использования высевающего устройства можно определить по методике Н.В. Цугленка [134].
Экспериментально-теоретических исследований, связанных с принудительным «истечением» зернистого материала из замкнутого объема при низкочастотных его колебаниях через калиброванные (регулируемые) высевные отверстия, величина которых значительно меньше критического радиуса, до последнего времени не проводилось.
В данном разделе диссертационной работы представлены теоретические исследования состояния колеблющегося слоя семян в лотковом высевающем устройстве.
Рабочий процесс лоткового высевающего устройства вибрационного аппарата осуществляется при совпадении горизонтально расположенного дна лотка с направлением его колебаний. Торцевые его стенки исключают свободное движение семян вдоль всего лотка. Семена имеют ограниченную возможность смещаться по нему на небольшую величину как в одну, так и в другую стороны.
Установлено, что при определенном режиме колебаний семян (в том числе и в лотковом высевающем устройстве) наблюдается резкое снижение сил трения и сцепления между отдельными частицами, уменьшаются силы сопротивления их движению, при этом семенной материал приобретает свойства "текучести", характерные для вязкой жидкости [107, 111, 114, 120-126]. При этом создаются благоприятные условия для прохода семян через высевные отверстия лотка. "Текучесть" семенного материала при колебаниях дает основание рассматривать его состояние (движение) в рамках модели несжимаемой жидкости [135].
Можно предположить, что если в процессе колебаний семян верхняя свободная их поверхность в лотке не претерпевает значительных возмущений своей формы по сравнению с первоначальным горизонтальным состоянием, то это может стать гарантией равномерного «истечения» семян через все высевные отверстия лотка.
В первом приближении можно ограничиться плоской постановкой задачи, и считать, что в направлении, перпендикулярном к плоскости рисунка 2.1, скорость течения равна нулю, т.е. в каждом из сечений, параллельных плоскости рисунка, картина движения среды будет одной и той же.
Лабораторные установки для проведения экспериментальных исследований
Для проведения экспериментальных исследований вибрационного аппарата с целью определения оценочных показателей его рабочего процесса при высеве семян овощных культур была разработана и смонтирована лабораторная установка. Установка (рис.3.2.) включает основную раму 1, к которой присоединены вертикальные стойки 2,7 и 9. К стойкам 2 и 7 прикреплены горизонтальные полки 2 и 6 для установки механизма привода высевающего устройства 11 вибрационного аппарата. Механизм привода включает электродвигатель 4 и эксцентриковый вал 5, шкивы которых охватываются клиновым ремнем. Вертикальные стойки 7 и 9 связаны с горизонтальными полками 8. На этих полках монтируется два вибрационных аппарата, включающие бункер 10 и высевающее устройство 11. К каждому наконечнику присоединены семяпроводы 12. Снизу под семяпроводами установлен стол 14 с ящичками 13 для индивидуального сбора семян из каждого высевного отверстия лоткового высевающего устройства.
Рабочий процесс вибрационного аппарата с лотковым высевающим устройством протекает следующим образом.
Семена из бункера за счет своей сыпучести через его нижнюю горловину, регулируемую заслонкой, и дозатор поступают на дно лотка. При неподвижном лотке самопроизвольное их истечение прекратиться, как только вершины горок семян достигнут нижних кромок дозаторов.
При включении установки за счет колебаний высевающих устройств семена равномерным слоем распределяются по всей площади лотков, а их свободное «истечение» прекратится как только уровень достигнет нижних обрезов окон дозаторов. С этого момента уровень семян в высевающих устройствах поддерживается автоматически. Семена за счет своей повышенной «текучести» через высевные отверстия лотков поступают в семяпроводы и далее в общую емкость, а в процессе опыта - в отдельные ящички. Объем семян, прошедших через высевные отверстия, будет пополняется таким же их объемом из бункеров. Эксцентриковый механизм привода позволяет изменять частоту и амплитуду колебаний лотков за счет смены эксцентриковых втулок и шкивов разного диаметра, а дозаторы высевающих устройств обеспечивают бесступенчатую регулировку уровня в них семян.
Для изучения равномерности распределения семян в рядках, образованных высевающими аппаратами различных конструкций, использовалась лабораторная установка (рис.3.3), которая включает два независимых друг от друга модуля.
Каждый из них имеет свою раму, привод к рабочему элементу и системы управления и контроля. В процессе испытаний они работают как единый механизм. Первый модуль относится к высевающему аппарату, а второй - к бесконечной ленте. Вибрационный аппарат включает бункер 8, к которому с помощью гибких подвесок 9 присоединено высевающее устройство 7. Привод высевающего устройства осуществляется от собственного электродвигателя 14, через ременную передачу 15 и вал 6 эксцентрика. На валу 6 смонтированы эксцентрик 10 и противовесы 11. Эксцентриковый вал получает вращение от электродвигателя 14 и обеспечивает колебания высевающего устройства с регулируемыми частотой и амплитудой. Наконечник семяпровода 12 высевающего устройства установлен внутри неподвижного конуса — успокоителя 13. Все элементы вибрационного высевающего аппарата смонтированы на раме 5. Второй модуль включает ленту транспортера 4, которая приводится в движение от собственного электродвигателя 1 посредством ременной передачи 3. Все узлы, относящиеся к бесконечной ленте, смонтированы на раме 2. На раме 2 устанавливается катушечный высевающий аппарат вместе с его приводом. При испытаниях рама 2 ленты располагается перпендикулярно раме с вибрационным высевающим аппаратом, а конус — успокоитель - над лентой с небольшим зазором.
Критериями оценки рабочего процесса любого высевающего аппарата выступает значительное число показателей. Одни из них регламентируются специальными стандартами, другие получают путем сравнения рабочих процессов нескольких высевающих аппаратов между собой. Все эти показатели оценивают количественную и качественную стороны рабочего процесса аппарата.
С количественной стороны работа высевающего аппарата характеризуется несколькими показателями, определяемыми агротребованиями. К ним относятся: коэффициент неравномерности высева отдельным высевающим аппаратом (высевным отверстием), коэффициент неустойчивости общего высева всеми высевающими аппаратами (высевными отверстиями), постоянство заданной нормы высева. Согласно [14,61] коэффициент средней неравномерности высева семян отдельным аппаратом (отверстием) Н, % не должен превышать 6% для зерновых, 10% зернобобовых и овощных культур и 20% семян трав. Коэффициент неустойчивости общего высева всеми высевающими аппаратами (отверстиями) Нпр, не должен превышать 3,0; 5 и 10% соответственно [62].
Коэффициент Н характеризует неравномерность высева по ширине захвата сеялки, поэтому его называют коэффициентом поперечной неравномерности. Коэффициент Н„р характеризует стабильность работы аппаратов.по ходу сеялки, поэтому его называют коэффициентом продольной неравномерности. Агротехническими требованиями предусматривается точность установки сеялки на заданную норму высева семян. Фактическаяt норма не должна отличаться от заданной на величину ±3% [61]. Важными показателями рабочего процесса высевающего аппарата являются те, которые оценивают равномерность распределения семян-в рядке (качество посева). Эти показатели определяют не только в полевых условиях, но и на стационаре, при проведении лабораторных исследований. В этом случае применяют установки либо в виде вращающегося-диска большого диаметра, либо в виде бесконечной ленты, покрытой липким, составом. Оба устройства имитируют поверхность движущегося поля при неподвижных высевающих аппаратах. Высеянные сравниваемыми аппаратами семена укладываются на диск или ленту в виде рядков, после чего и определяют оценочные показатели качества работы.этих аппаратов.
Результаты исследований аппарата при высеве семян морковки
Теоретические исследования поведения материала на колеблющейся поверхности и поисковые опыты позволили уточнить некоторые параметры и режимы работы лоткового высевающего устройства. Так, например, амплитуда его колебаний для; большинства семян; сходных по размерам и нормам высева с морковью (опыты проводились с семенами сорта «Нантская»), была принята равной 4 мм, а уровень семян изменялся ступенчато и составлял 25; 35 и 45 мм.. Ширина высевных отверстий 4 мм, длина при исследованиях составляла 5 мм. Регулировочным устройством длину высевных отверстий можно было увеличить до 10 мм. Частота колебаний высевающего устройства изменялась от 6,8 до 10,2 Гц [150]. По результатам исследований вибрационного высевающего аппарата построены графические зависимости (рис. 4.1).
Зависимости коэффициента Н от частоты колебаний высевающего уст-ройства/для всех трех уровней семян (рис.4.1, а) показывают, что с увеличением частоты колебаний эти коэффициенты снижаются практически с одинаковой интенсивностью примерно с 8...9 до 4...5%. Заметного влияния уровень семян в высевающем устройстве на значения, этих коэффициентов не оказывает. При частоте колебаний высевающего устройства 9,0 Гц величина коэффициента несколько выше его значения, соответствующего частоте 10,2 Гц, но даже при этом она значительно ниже допустимой агротребованиями. Поэтому, частоту колебаний 9,0 Гц, можно рекомендовать как рабочую. Кроме того, при этой частоте колебаний из-за меньших инерционных нагрузок наблюдается более спокойная работа высевающего устройства вибрационного аппарата и упрощается привод к высевающим устройствам сеялки от вала отбора мощности трактора без повышающих или понижающих редукторов.
На рисунке 4.1, б представлена зависимость коэффициента Нпр от частоты колебаний высевающего устройства. Как видно из графика, наблюдается незначительная тенденция к уменьшению этого показателя с увеличением частоты колебаний для всех уровней семян. Поэтому, учитывая замечания, высказанные выше, можно принять частоту 9,0 Гц за наиболее эффективную, т.к. при этой частоте значение показателя Нпр не выходит за пределы 2%, что значительно ниже агротехнических требований.
Зависимость изменения среднего высева семян X высевным отверстием (рис.4.1, в), от частоты колебаний показывает, что для всех уровней семян в высевающем устройстве характерен более заметный рост величины X с увеличением частоты колебаний от 6,8 до 9 Гц.
При дальнейшем повышении частоты величины X практически не увеличиваются. Это объясняется тем, что при повышенных частотах колебаний высевающего устройства, находящийся в нем семенной материал начинает «всплывать» над отверстием, значительно уменьшая свою плотность, и это приводит к снижению расхода семян через высевное отверстие.
Из анализа зависимостей среднего высева семян отверстием X от уровня их слоя для всех 4-х значений частоты колебаний (рис. 4.1, в.) видно, что при частоте колебаний 6,8 Гц величина X колеблется около среднего значения, равного 14,5 г/мин, увеличиваясь до 14,7 г/мин и снижаясь до 14 г/мин. Меньшие значения частоты колебаний высевающего устройства не приводят к заметному разрыхлению семян при разном их уровне, что и является следствием незначительных отклонений в количестве высеянных семян высевным отверстием. Для больших значений частот колебаний заметно снижение величины X. Как было отмечено выше, с увеличением частоты колебаний высевающего устройства наблюдается большая разрыхленность материала и «всплыва-ние» всего слоя семян, а следовательно, и уменьшение его количества, прошедшего через высевное отверстие. Однако, в абсолютных цифрах это снижение мало. Так, например, увеличение уровня семян с 25 до 45 мм, снижает их расход через высевное отверстие X при частоте 10,2 Гц с 17 до 16,2 г/мин, т.е. всего лишь на 5%.
Результаты проведенных исследований вибрационного аппарата позволяют выбрать эффективный режим, который характеризуется частотой колебаний высевающего устройства 9 Гц, амплитудой 4 мм и уровнем в нем семян 30...35 мм. При таком режиме работы высевающего устройства при высеве семян моркови коэффициент средней неравномерности высева высевным отверстием составляет 5%, а коэффициент неустойчивости общего высева всеми высевными отверстиями - 1,6%. Величины этих коэффициентов значительно ниже значений, предъявляемых агротехническими требованиями к аппаратам непрерывного высева.
Специальная серия опытов была посвящена установлению зависимости между длиной высевного отверстия, , мм и средним расходом семян X, г/мин через это отверстие. При проведении опытов одновременно определялись показатели, оценивающие рабочий процесс высевающего аппарата (рис. 4.2). Высевающее устройство было настроено на эффективный режим работы, определенный предыдущими исследованиями.
В процессе проведения опытов длина высевных отверстий изменялась от 3 до 8 мм при ширине 4 мм (рис. 4.2, а), что обеспечило изменение расхода семян от 5 до 30 г/мин. По результатам исследований видно, что между этими параметрами существует достаточно тесная прямопропорциональная зависимость. Это дает основание использовать длину высевного отверстия для регулирования нормы высева семян. Диапазон изменения длины высевных отвер 81 стий от 3 до 8 мм обеспечивает регулирование нормы высева семян моркови от 1,0 до 7,0 кг/га при скорости посевного агрегата 7,7 км/ч.
Похожие диссертации на Обоснование конструктивных параметров и режимов работы вибрационного аппарата овощной сеялки
