Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 11
1.1 Краткий анализ современных технологий посева льна 11
1.2 Мониторинг технологических приемов посева в универсальных блочно-модульных сеялках и комбинированных почвообрабатывающе-посевных агрегатах 15
1.3 Обзор вибрационных процессов в современных технологиях посева 26
1.4. Рабочая гипотеза, цель и задачи исследований 42
2. Элементы высокоточной технологии посева сверхсыпучих семян льна в микропсевдоожиженном слое 44
2.1 Движение мелких семян при истечении их из бункера 44
2.2 Методика расчета создания подъемной силы потока сверхсыпучих семян льна 57
3. Методика проведения экспериментальных исследований 64
3.1 Программа экспериментальных исследований 64
3.2 Лабораторное оборудование и измерительная аппаратура для проведения экспериментальных исследований
4. Результаты экспериментальных исследований 75
5. Оценка экономической эффективности 82
Выводы и приложения 97
Литература
- Мониторинг технологических приемов посева в универсальных блочно-модульных сеялках и комбинированных почвообрабатывающе-посевных агрегатах
- Обзор вибрационных процессов в современных технологиях посева
- Методика расчета создания подъемной силы потока сверхсыпучих семян льна
- Лабораторное оборудование и измерительная аппаратура для проведения экспериментальных исследований
Введение к работе
Актуальность работы. По данным Минсельхозпрода Ростовской области в 2010 -2012 гг. произошли изменения в структуре посевов яровых зерновых, зернобобовых и масличных культур. Основной причиной этого изменения стали сокращение площадей посева подсолнечника до 15% общей площади пашни, а также пересмотр ведения бизнеса после эмбарго на экспорт пшеницы в 2010 году. Поэтому в области попробовали увеличить масличный клин за счет альтернативных подсолнечнику культур - льна масличного, рапса, а также крупяных, зернобобовых и сахарной свеклы. Площади посева в Ростовской области увеличили с 20 тыс. га в 1999 г. до 134,9 тыс. га в 2010 - 2011 гг., рост произошел в 5-6 раз. Однако в ряде хозяйств считают, что лен масличный в Ростовской области не пригоден для возделывания вследствие особенностей его производства: анализ известных исследований показал, что современными высевающими аппаратами агротехнические требования (АТТ) не выполняются, происходит значительный (до 20%) перерасход элитного семени в процессе высева за счет явления самоистечения.
В СКНИИМЭСХ разработаны новые высокоточные технологии посева сельскохозяйственных культур и удобрений с использованием сменных сошниковых блоков и высевающих аппаратов вибродискретного действия, позволяющих высевать широкий диапазон с.-х. культур. Однако процесс истечения сверхсыпучих культур недостаточно исследован ранее.
Представленная работа выполняется в СКНИИМЭСХ в соответствии с Планом фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхозакадемии по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2011 - 2015 годы по этапу 09.01.02 «Разработать наукоемкие ресурсосберегающие машинные технологии и технические средства возделывания и уборки зерновых, масличных и других культур».
В работе проведено исследование истечения семян льна при использовании вибрационной интенсификации процесса массообмена, а именно эффекта вибрационного микропсевдоожижения среды. За счет определения соотношения собственной частоты истечения семян и частоты внешнего воздействия на поток со стороны исполнительной подсистемы высевающему потоку семян льна задаются свойства управляемого истечения жидкости.
Поэтому обоснование режимов работы вибрационного аппарата для высева семян льна, обеспечивающих выполнение агротехнических требований, является актуальным и современным.
Научная гипотеза: повышение равномерности истечения семян льна из бункера возможно путем управления вибрационной интенсификацией процессов массообмена, при которой возникает эффект вибрационного псевдоожижения сыпучей среды для понижения скорости проскальзывания семян относительно друг друга.
Рабочая гипотеза заключается в том, что создание управляемого устойчивого истечения потока сверхсыпучих семян льна из бункера возможно приданием истекающему потоку элементов свойств вязкой жидкости при нахождении определенных соотношений управляемых частот в исполнительных подсистемах высева и собственных частот истечения сверхсыпучих семян.
Цель исследования заключается в обосновании режимов работы вибрационных аппаратов для посева семян льна, повышающих качество их высева.
Объектом исследования является вибрационный технологический процесс, выполняемый исполнительной подсистемой высева семян льна при создании микропсевдоожиженного слоя в истекающем потоке.
Предмет исследования: зависимость формирования показателей качества высева семян льна от динамических процессов в элементах управления вибрационных аппаратов.
Научная новизна заключается в том, что приданием потоку семян льна внешних элементов, создающих подъемную силу, достигается возможность точного управления дозированием потока.
Получены значения коэффициентов эффективности вибрирования и частоты внешних воздействий для повышения качества высева семян льна.
Практическая значимость заключается в реализации конкретного технологического решения при создании нового поколения сеялок «Глазовчан- ка», определении для него параметров и режимов устойчивого функционирования и обеспечение точного управления дозированием потока семян льна.
Методы исследования. Применялись методы системно-структурного анализа с использованием компьютерного моделирования, методы теоретической механики, метод математической статистики, теория массообмена.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований переданы в ОАО «Реммаш» (г. Глазов Удмуртская Республика) и используются при создании универсальной сеялки-культиватора «Глазовчанка». Разработаны рекомендации по технологии высева сверхсыпучих семян льна.
Апробация работы. Доложена и одобрена на Международных научно- практических конференциях ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии (г. Зерноград, 2010-2012 гг.), на Международных научно-практических конференциях ДГТУ (г. Ростов-на-Дону, 2010 г.), Przemesl - 2011 г. (Польша).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, в их числе 2 в журналах из перечня ВАК.
Основные положения, выносимые на защиту:
обоснование управляемого процесса равномерности и устойчивости истечения семян льна из бункера под воздействием дополнительной внешней ударной подъемной импульсной силы;
методика расчета создания подъемной силы потока семян льна в псев- доожиженном слое для повышения качественных показателей их высева;
результаты экспериментальных исследований процессов истечения сверхсыпучих семян льна в псевдоожиженном слое под воздействием подъемной силы в вибрационном высевающем аппарате.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 110 страницах, содержит 26 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 90 наименований.
Мониторинг технологических приемов посева в универсальных блочно-модульных сеялках и комбинированных почвообрабатывающе-посевных агрегатах
И хотя при посеве норма высева семян во втором и третьем вариантах была снижена из-за пробуксовки гладких приводных катков на 15%, качественные показатели урожая по технологии безрядкового посева оказались выше, чем у рядового посева. Объясняется это тем, что бороздково-ленточный посев способствует накоплению и удержанию влаги в гребнях, что особенно благоприятно для развития растений в засушливых условиях.
Поскольку в течение двух лет сельскохозяйственный год был влажным, прибавка урожая по новым технологиям не получена. Однако технология безрядкового посева в связи с меньшими капиталовложениями и меньшей трудоемкостью производства в засушливые годы может оказаться наиболее эффективной.
Краткий обзор литературы показал, что имеющиеся заводы по производству сеялок, как в РФ, так и в других странах, хотя и работают над совершенствованием существующих посевных машин и разработкой новых, пока не представили новых решений и конструкций, значительно изменяющих процесс посева, и не рассматривается универсальность сеялок для высева мелкосеменных культур.
Так номенклатура пропашных сеялок ОАО «Червона зирка», признанного монополиста Украины, хотя и уменьшилась (сняты с производства устаревшие модели СУПН-6, СУПН-8, СУПН-8-01, СУПН-6-01, ССТ-12В), но увеличилась на более высокопроизводительные сеялки (УПС-12, УПС-8, УПС-6, СУПН-8 А, СУПН-8А-01, СУПН-8А-02, СУПН-6А, СУПН-6А -01 и СУПН-6А-02). Однако повысился только технический уровень изготовления этих сеялок, но не изменилась технология посева. Так у сеялки СУПН-8 А в приводе высевающих аппаратов для зерна и туков применены подшипники качения взамен подшипников скольжения из металлокерамики или полимерных материалов. Это повысило надежность и высокопроизводительность сеялки, но не изменяет процесс высева [28].
Вентилятор сеялки СУПН-8А - большей мощности, чем у сеялки СУПН-8, обеспечивает более стабильное разрежение в пневмосистеме. У новой сеялки установлены два отдельных сошника для заделки туков и семян с возможностью изменения интервала между рядком туков и засеянным рядком зерна. Опорнопри-водные колеса сеялки СУПН-8А имеет больший диаметр (708 против 510 мм) с вездеходовским протектором шин, что обеспечивает меньшее проскальзывание и более точное распределение семян вдоль рядка. Пневматические аппараты сеялки СУПН-8А с помощью «Приспособления для высева сои» можно переоборудовать в механические, в которых семена высеваются катушкой без разрежения. Специальные ворошилки в горловине бункера для семян предотвращают сводообразо-вание, обеспечивая при этом постоянную подачу семян с плохой сыпучестью в высевающий аппарат [28]. Для посева льна эта сеялка не приемлема.
На все пропашные сеялки производства ОАО «Червона зирка» устанавливают систему контроля высева нового поколения «Нива-23», которая позволяет получить следующую информацию: о норме высева (шт/м) в каждой секции; о проценте двойников и пропусков в каждой секции, о равномерности высева в каждой секции; о распределении семян (% и см) вдоль рядка и по всей площади; о времени работы сеялки и засеянной площади; о скорости движения агрегата; о результатах самопроверки состояния контроля; о достижении нижнего уровня семян и удобрений в одном из бункеров; о результатах посева по всей площади поля.
Из отмеченного выше следует, что для посева пропашных культур технология посева не изменена, изменены только некоторые конструктивные элементы, повышающие эксплуатационные показатели.
Что касается системы контроля «Нива-23», то ее применение на пропашных сеялках действительно снижает потери урожая от 6 до 18% по сравнению с неконтролируемым посевом. Однако на данном этапе уже недостаточен простой мониторинг работающей машины. Необходимы интеллектуальные системы контроля (мониторинга), которые исправляют отмеченные недостатки во время выполнения технологического процесса.
Из современных испытываемых сеялок только пропашная сеялка блочносо-ставляемая СПБ-12 (изготовитель ОАО «Миллеровсельмаш») по качеству дозирования и распределению семян в рядке посева превосходит зарубежные аналоги (сеялки СГТЧ-8), правда на малой рабочей скорости 6,5 км/ч.
Попытка создания посевных комплексов типа «Кузбасс» и ПК-8,6 «Ставрополье» пока не обеспечила ожидаемых результатов. Так по данным приемочных испытаний сеялки стерневой с пневмовысевом ПК-8,6 «Ставрополье» качество посева на хозяйственной норме не отвечает исходным требованиям (неравномерность высева семян между семяпроводами, неустойчивость общего высева: 11,81 и 4,17% вместо агротехнических требований - не более 2,0% и 3,0% соответственно). Дробление семян (0,38%)) также превышает нормативные требования (не более 0,30%). По числу семян, заделанных на глубину, посевной комплекс не соответствует требованиям (не менее 80%) и составляет 61,7%). Всходы семян не-равномерны, количество их колеблется от 49,0 до 394 шт/м . Дополнительными измерениями установлено, что шум, создаваемый двигателем привода вентилятора на рабочем месте оператора, увеличен на 4 дБ.
К достоинствам посевного агрегата относится возможность использования его в течение всего сезона (для культиватора) и наличие пневматической системы высева. К тому же тяговое сопротивление агрегата при скорости движения 3,05 м/с составила 41,7 кН, удельное сопротивление - 4,81 кН/м, а загрузка двигателя - 88,7%.
Наиболее близка к проводимым исследованиям сеялка «Клен» с электронным управлением и контролем высева, разработанная в Украине (г. Луганск) и продаваемая в России ООО «Рекорд Техно».
Модификации сеялки «Клен» включают в себя сеялки: зернотуковая навес ч ная для посева семян зерновых, бобовых, трав, рапса, льна, мака, и др., зернотуко вая прицепная, комбинированная, овощная, селекционная. Однако для высева семян применена двойная система высева семян из бункера и дополнительно установленный шаговый двигатель для каждого сошника при обеспечении нормы высева. Поэтому потребляемая мощность сеялки при ширине захвата 4,5 м составляет 300 Вт [29].
Обзор вибрационных процессов в современных технологиях посева
Малые нормы высева льна по сути дела не успевают создавать своды в потоке истечения семян ни динамические, ни статические, т.к. происходит истечение каждого семени не в потоке, а изолировано. При увеличении нормы высева семе 46 на начинают соприкасаться друг с другом, и на первой стадии собственный малый коэффициент трения еще позволяет проскальзывать им относительно друг друга. Но при увеличении нормы высева за 150 кг/га происходит более плотное соприкосновение семян и формируются элементы нормального сводообразования при истечении уже потока семян. Появляется пусть и не агротехническое, но хотя бы близкое подобие равномерности истечения (8 - 10%). Однако такое явление возникает далеко за пределами агротехнических норм высева семян льна: 40 - 90 кг/га.
Поскольку семена льна даже без дополнительного импульса истечения скорости вытекают из бункера самотеком, это означает излишнюю скорость истечения семян за счет малого трения семян между собой.
Согласно теории В.А. Богомягких при истечении сыпучего тела периодически возникают неустойчивые (динамические) и статически устойчивые своды [47]. По теории Н.М. Беспамятновой в случае параметрически возбуждаемых колебаний (пульсаций) движение сыпучей среды состоит из трёх составляющих: стационарных (I зона), нестационарных (III зона) и промежуточных (II зона) зон устойчивости (рисунок 2.2) [73].
Для каждой подсистемы, выполняющей технологический процесс высева семян в зависимости от поставленной задачи, определяется необходимая зона устойчивости процесса.
Для высева семян льна I зона статической устойчивости не достигается по указанным нормам высева, процесс происходит во II и III зоне - динамической и промежуточной, и потому происходит самоистечение семян.
В предлагаемой работе повышение равномерности истечения семян льна из бункера достигается путем использования вибрационной интенсификации процессов массообмена [73, 75], при которой возникает эффект видимого повышения сухого трения под воздействием вибрации. Эффект резкого повышения и линеаризации сухого трения проявляется в потере устойчивости истечения потока, когда сыпучая среда при вибрации приобретает свойства вязкой жидкости. Этот эффект называется вибрационным псевдоожижением сыпучей среды [76].
Нами предложено для достижения видимого увеличения сухого трения в потоке семян льна уменьшать скорость их истечения за счет создания им подъемной силы путем воздействия пластиной-вибратором и перемещения процесса из II зоны на границу устойчивости динамической III зоны.
Известно, что под действием вибрации стремительные движения твёрдых частиц осуществляются при вибрационной интенсификации массообмена [77]. В результате частого взаимодействия между частицами при вибрации возникает эффект видимого снижения сухого трения, который доставляет немало неприятностей. А именно: занос автомобилей при торможении, срабатывание самотормозящих механизмов в обратном направлении, самопроизвольное отвинчивание резьбовых соединений на вибрирующих частях различных агрегатов и др. Также эффект резкого снижения и линеаризации сухого трения наблюдается в сыпучих средах при землетрясении. Эта среда, вибрируя, приобретает свойства, схожие со свойствами вязкой жидкости. Данный эффект носит название вибрационного псевдоожижения, который используется на практике для высева тяжелосыпучих материалов как процесс, увеличивающий прохождение скоростных эффектов при перемещении материалов.
Схемы эффектов, вызываемых вибрационным воздействием, рассмотрены в работах В.А. Баумана и И.И. Быховского [76]. Они считают, что для заполнения (уплотнения) тары используется эффект снижения сопротивления действия сравнительно малых постоянных сил. Эффекты возникновения в среде односторонне направленного движения под действием вибрации используются для транспортирования штучных изделий, насыпных грузов, перекачки жидкостей и т.д.
Вызванные вибрацией интенсивные движения твердых частиц, сопровождаемые множественными, часто повторяющимися возобновлениями контактов между частицами, используются при вибрационной интенсификации процессов массообмена и др.
Эффект видимого снижения силы сухого трения широко известен и обычно воспринимается как отрицательный, так как способствует перечисленным выше самоотвинчиванию резьбовых соединений и т.д.
В предлагаемой работе эффект снижения и линеаризации сухого трения используется для выяснения механизма воздействия трущихся одно о другое тел (семян льна) на видимый коэффициент трения в виброполе и изучения возможностей замедления процесса самоистечения семян из бункера.
Используя теорию В.А. Баумана и И.И. Быховского рассмотрим механизм влияния описываемых процессов вибрации на высев сверхсыпучих культур и удобрений [76]. Схема явления представлена на рисунке 2.3, а.
Семя А скользит по другому семени в плоскости рисунка. Сообщим семени А мгновенный импульс Уш от пластины-вибратора ВС в положительном направлении оси X, тогда возникает приращение Veepm скорости семени А. Но для плохосы-пучих тел существует и постоянная сила трения между ними F, которая гасит этот импульс, а для сверхсыпучих, при малой норме высева такой силы нет. Следовательно, необходима дополнительная сила ADQ, которая должна обеспечивать и дальнейшее повышение Veepm. Угол /? - угол отклонения пластины-вибратора.
Суммарная скорость Уш семени А будет диагональю параллелограмма, построенного на Veepm и Угор. Постоянная сила трения F действует по линии скорости Уа и направлена против нее. Дополнительная сила ADQ должна уравновешивать постоянство Veepm за счет увеличения составляющей силы трения F :
Методика расчета создания подъемной силы потока сверхсыпучих семян льна
Неравномерность высева семян льна (кривая 1) по аппаратам представлена экспонентой, и с увеличением нормы высева семян показатель улучшается. Норма высева семян льна составляет 40 - 90 кг/га. Однако и при других нормах высева неравномерность высева семян льна значительно ниже агротехнических требований ±10% и составляет до 3%.
Сравнивая изначальные агротехнические показатели (см. рисунок 2.1) при самоистечении семян с показателями при управляемом истечении, следует отметить значительное усиление показателя перемещения х (с обратным знаком), что снижает остаточный показатель на порядок. Это свидетельствует об усилении замедления процесса высева.
График неустойчивости высева семян льна (кривая 2) соответствует кривой, близкой к параболе и имеет перегиб в диапазоне 90 - 120 кг/га. Агротехническими требованиями для высева семян льна этот показатель не должен превышать ±3%. Анализ полученных экспериментальных данных показал, что неустойчивость высева семян льна составляет всего 0,5 - 1,5%.
Напомним, что в мировой практике таких показателей нормы высева семян льна не отмечено. Серийные катушечные аппараты семена льна высевают крайне неравномерно (неустойчивость общего высева составляет более 20%), кроме того, происходит значительное дробление семян, равномерность высева не выполняется за счет текучести семян, число двойников и число пропусков превышает допустимые пределы.
Практически истечение сверхсыпучих семян льна при создании вибрационного микропсевдоожиженного слоя семян подчиняется обычному истечению семян других сельскохозяйственных культур. Процесс обеспечивается при частоте колебаний вибратора а х от 5 до 10 Гц.
Таким образом, в результате проведенных работ подтверждена первоначальная гипотеза о том, что истечение сверхсыпучих семян льна из бункера при использовании вибрационной интенсификации массообмена за счет микропсевдо-ожижения среды повышает эффективность процесса высева культуры. При повышении внешней частоты колебаний вибратора агротехнические показатели высева семян льна составляют: 0,5 - 1,5% - для неустойчивости и до 3% - неравномерности высева семян льна на всех рабочих нормах высева.
Для примера: минимальная норма высева семян льна для сеялки СЗП-3,6 -6 кг/га, максимальная - 200 кг/га. Рассчитанная доза составила 0,25 г/сек для одного сопла, для аппарата - 1,2 г/сек. Следовательно, диапазон доз может составить от 1 г/сек до 40 г/сек.
Как показали исследования лаборатории посева СКНИИМЭСХ при одной и той же частоте 6,7 Гц вибратора для малых норм высева более удобно повышать электрическую мощность вибратора. Результаты экспериментальных исследований представлены таблично (таблица 4.1) и графически (рисунок 4.2).
Сравнение графиков на рисунках 2.1 и 4.4 свидетельствует о том, что исследуемый фактор качества посева при увеличении мощности тока в вибрационном поле всего до 1 Вт резко, в 5-6 раз снижается по сравнению с обычным посевом льна без вибрации. Аппроксимация показателей нормы высева, неравномерности и неустойчивости указывает на значительное возрастание влияния второй производной мощности тока (импульсное воздействие). При этом полностью выполняются агротехнические требования на посев при показателе Р = 0,8-0,99 Вт. В таблице 4.2 представлены изменения показателей качества высева в виброполе путем увеличении мощности Р.
В результате проверки установлено, что применение универсальной высевающей системы вибродискретного действия позволило значительно снизить неравномерность и неустойчивость высева семян зерновых и мелкосеменных культур до 2%, что существенно ниже стандартных катушечных аппаратов [Приложение I]
Таким образом, создание дополнительной подъемной силы для высева семян льна, создающей в данном случае положительное явление запаздывания скорости истечения семян с малым коэффициентом трения, позволяет полностью решить проблему высева сверхсыпучих семян.
Основной задачей новой высокоэффективной технологии и технических средств посева является скоростной процесс управления выполняемыми технологическими процессами с помощью микропроцессора или с помощью создания рабочих органов, управляемых микроэлементными системами, позволяющими значительно повысить их эффективность, обеспечивающими повышение производительности труда на 20 - 25%, снижение энергоемкости и материалоемкости посевных агрегатов на 15 - 20%.
По новой технологии высев семян и удобрений осуществляется универсальной высевающей системой вибродискретного действия, которая позволяет высевать любой сыпучий материал с учетом скорости истечения его из бункера с любыми нормами высева и физико-механическими свойствами. В связи с этой новацией использование одного и того же аппарата позволяет высевать все виды семян (зерновых, пропашных, мелкосеменных) и удобрений, изменяя только частоту их истечения. В новом процессе устанавливается удобный вид управления при упорядочивании соотношений между биологическими и энергетическими свойствами растений и динамическими характеристиками технической структуры (вибратора системы). При определении системы эквивалентного фильтра, настроенного на необходимую частоту (движущихся семян, частиц удобрений или почвы) в соответствии с заданной скоростью движения, система обеспечивает строго заданный агротехническими требованиями процесс (рисунок 5.1).
Посев семян и удобрений в почву выполняется сменными блоками-адаптерами, выполняющими все виды посева: рядовой, подпочвенно-разбросной, ленточный, бороздковый и гребневой. Блоки-адаптеры прикрепляются к несущей раме сеялки по трехточечной системе, а с гидросистемой трактора соединяются при помощи гидропневмоцилиндров, отслеживающих заданную глубину посева семян и удобрений. Заданные для каждого поля параметры заделки семян и удобрений выполняются автоматически.
Лабораторное оборудование и измерительная аппаратура для проведения экспериментальных исследований
Основной задачей новой высокоэффективной технологии и технических средств посева является скоростной процесс управления выполняемыми технологическими процессами с помощью микропроцессора или с помощью создания рабочих органов, управляемых микроэлементными системами, позволяющими значительно повысить их эффективность, обеспечивающими повышение производительности труда на 20 - 25%, снижение энергоемкости и материалоемкости посевных агрегатов на 15 - 20%.
По новой технологии высев семян и удобрений осуществляется универсальной высевающей системой вибродискретного действия, которая позволяет высевать любой сыпучий материал с учетом скорости истечения его из бункера с любыми нормами высева и физико-механическими свойствами. В связи с этой новацией использование одного и того же аппарата позволяет высевать все виды семян (зерновых, пропашных, мелкосеменных) и удобрений, изменяя только частоту их истечения. В новом процессе устанавливается удобный вид управления при упорядочивании соотношений между биологическими и энергетическими свойствами растений и динамическими характеристиками технической структуры (вибратора системы). При определении системы эквивалентного фильтра, настроенного на необходимую частоту (движущихся семян, частиц удобрений или почвы) в соответствии с заданной скоростью движения, система обеспечивает строго заданный агротехническими требованиями процесс (рисунок 5.1).
Посев семян и удобрений в почву выполняется сменными блоками-адаптерами, выполняющими все виды посева: рядовой, подпочвенно-разбросной, ленточный, бороздковый и гребневой. Блоки-адаптеры прикрепляются к несущей раме сеялки по трехточечной системе, а с гидросистемой трактора соединяются при помощи гидропневмоцилиндров, отслеживающих заданную глубину посева семян и удобрений. Заданные для каждого поля параметры заделки семян и удобрений выполняются автоматически.
Модернизированная сеялка-культиватор «Новая сеялка» на базе сеялки «Казачка-6» Для повышения устойчивости процессов при работе почвообрабатывающе-посевных агрегатов с виброэлементами в системе «трактор-рабочий орган-почва» вносится корректирующий элемент, ограничивающий передачу частоты колебаний между исполнительными подсистемами в дорезонансном режиме до 1 Гц.
Оценка эффективности предлагаемых технологий посева, включающих использование новых модернизированных агрегатов СК-3,6 и «Казачка-Н» (6 м и 12 м) проводилась методом наложения на модельное хозяйство зернового направления в Южном регионе. В качестве базы для расчетов использовался 10-польный севооборот площадью 5000 га. Выбранный размер землепользования соответствует либо среднему коллективному сельхозпредприятию зоны, либо двум производственным подразделениям крупного хозяйства.
Урожайность сельскохозяйственных культур, их чередование в полях севооборота, почвенно-климатические условия соответствовали условиям южной зоны Ростовской области. В структуре севооборота 4 поля, занятые озимой пшеницей и по одному полю ярового ячменя, кукурузы на зерно, кукурузы на силос, одно поле подсолнечника, одно поле травы, одно поле льна
Проектируемые сеялки оснащались модернизированными системами для скоростного управления технологическими процессами с помощью микропроцессора: универсальной высевающей системы семян и удобрений и сменными рабочими органами для различных способов посева семян. Для расчета применялись модернизированная сеялка-культиватор «Глазовчанка» СК-3,6Н с микропроцессором и «Новая сеялка», спроектированная на базе известных сеялок «Казачка-6» и «Казачка-12», также усовершенствованная перечисленными микроэлементными системами. Поскольку обе модернизированные сеялки совмещают предпосевную обработку почвы и посев семян и удобрений, в использовании культиваторных агрегатов КПС-4 нет необходимости.
Варианты расчета различных технологий посева были проведены с использованием методики экономической оценки технологий и машин в сельском хозяйстве, разработанной во ВНИИЭСХ (таблица 5.1).
В балансовую стоимость машин по проектируемой технологии включены дополнительные капиталовложения на модернизацию одного проектируемого агрегата. Они свелись к замене механической высевающей системы на универсальную высевающую систему вибродискретного действия из расчета 26 тыс. рублей на каждый проектируемый агрегат.
На первом этапе будем считать, что применение сеялки с новой высевающей системой не влияет на норму высева семян, урожайность и качество получаемой продукции. Поэтому экономический эффект определяем по снижению эксплуатационных затрат новой сеялки взамен необходимых по агротехническим требованиям сеялок для посева зерновых, пропашных и мелкосеменных культур. Таблица 5.1 - Исходные данные для расчета
Общие затраты на эксплуатацию Э посевных комплексов в базовом варианте равны 4397,54 тыс. руб. и в проектируемом варианте для СК-3,6Н 3980,4 тыс. руб., для «Новая-6» 1478,17 тыс. руб., для «Новая-12» 1217,54 тыс. руб. Так как сеялка СК-3,6Н по затратам не выдерживает конкуренции из трех предлагаемых вариантов в проектировании новой технологии, то её не будем рассматривать.
