Введение к работе
Актуальность темы. При возделывании зерновых культур посев имеет особое значение, поскольку от равномерного распределения семян по площади питания, зависит урожайность. Оптимальное размещение семян по площади питания возможно тогда, когда семена расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, форма площади - круг или, по крайней мере, близкий к нему квадрат. Исследования в области земледельческой науки и практике показывают, что наилучшая площадь питания для одного стебля пшеницы -квадрат, со стороной не менее 4,5 сантиметра, тогда на одном квадратном метре должно находиться примерно 400 растений. При этом семена находятся в одинаковых условиях по обеспеченности теплом, светом, почвенной влагой и питательными веществами.
Существующие зерновые сеялки с дисковыми сошниками позволяют высевать семена рядковым, узкорядным, перекрестным способами. В результате рядкового посева площадь питания одного растения имеет вид очень вытянутого прямоугольника. Узкорядный и перекрестный посевы приближают площадь питания зерновки к оптимальному квадрату, повышают использование площади поля, но при этом имеют существенные недостатки.
В связи с этим, разработка конструктивно-технологической схемы дискового сошника для полосового способа посева, представляется актуальной и важной хозяйственной проблемой.
Работа выполнена в соответствии с комплексной научно-технической темой БГСХА "Программа фундаментальных и прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса в Байкальском регионе на 2016-2020 годы" по проблеме "Повышение эффективности инженерно-технической системы и ресурсосберегающих машинных технологий в агропромышленном комплексе Байкальского региона".
Сущность научной проблемы. Современный уровень техники позволяет осуществлять посев зерновых культур с помощью различных технических средств и значений их параметров, но вопрос в том, какие из них обеспечат распределение семян по площади питания близкой оптимальной, и это требует специального исследования.
Степень разработанности проблемы. Большой вклад в исследование основ теории и расчета машин для посева внесли ученые: Лурье А.Б., Семенов А.Н., Яковлев Н.С., Кем А.А., Кардашевский С.В., Хараев П.Х., Пушинская О.В., Кириченко В. А., Трофимченко Ю.Н., Беспамятнова Н.М., Рублев В.И. и др.
Исследованиям по совершенствованию конструктивных и технологических параметров рабочих органов зерновых сеялок посвящены работы: Сергеева Ю.А., Раднаева Д.Н., Алексеева Е.П., Комарова Ю.В., Саакяна С.Л., Данжеевой Д.К., Гармаева Ц.И., Тыскинеева Д.О., Ногтикова А.А., Нотова Р.А., Перетятько А.В., Прокопьева С. Н., Сочинева С.И., Тупицына Н.В. и др.
Однако, при всей значимости выполненных исследований, некоторые аспекты данной проблемы изучены недостаточно. В частности, не рассмотрены вопросы определения движения зерновки после соударения с рассеивателем семян в зависимости от материала рассеивателя, а также поиска оптимальных
значений параметров технического средства посева зерновых культур, обеспечивающих рациональное распределение семян по площади питания, когда аналитическое выражение параметра оптимизации неизвестно.
Научная гипотеза. Для повышения эффективности посева зерновых культур необходимо предположить, что расположение семян по площади питания близкой к оптимальной (круг диаметром 5см.) можно получить за счет уменьшения их перекатывания по дну бороздки, путем снижения скорости падения семян после соударения с рассеивателем двухдискового сошника.
Цель исследования - повышение эффективности посева зерновых культур, за счет разработки и обоснования параметров рассеивателя семян дискового сошника при полосовом способе посева.
Объектом исследования является технологический процесс посева зерновых культур двухдисковым сошником.
Предмет исследования - закономерности влияния параметров клавишного рассеивателя сошника на равномерность распределения семян.
Задачи исследования:
-
Обосновать выбор материала рассеивателя семян двухдискового сошника.
-
Разработать математическую модель движения зерновки после соударения с рассеивателем.
-
Обосновать основные параметры рассеивателя сошника при полосовом способе посева зерновых культур.
-
Определить экономическую эффективность использования экспериментальной сеялки.
Научная новизна:
1. Разработана математическая модель движения зерновки после удара
о рассеиватель, позволяющая определять послеударную скорость семян в
зависимости от материала рассеивателя.
2. Разработана математическая модель в виде уравнения второго
порядка, отличающаяся тем, что позволяет проводить поиск оптимальных
условий протекания технологического процесса, обеспечивающих выполнение
агротехнических требований.
3. Разработана совокупность математических моделей, состоящая из
уравнений второго порядка, позволяющих выявить закономерности
взаимосвязей от комбинации параметров рассеивателя сошника для описания
оптимума.
Практическая значимость. В результате проведенных исследований
разработан клавишный рассеиватель семян двухдискового сошника,
обеспечивающий равномерное распределение семян по дну бороздки, позволяющий повысить эффективность операции посева зерновых культур. Применение усовершенствованного сошника в условиях Республики Бурятия позволяет повысить урожайность до 23 % по сравнению с существующим прототипом.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались:
- International conference "Natural Resource Conservation and Agricultural
Engineering", Mongolian University of Life Sciences, Ulaanbaatar 2015;
- на ежегодных научно-практических конференциях сотрудников и
аспирантов, посвященная Дню российской науки, БГСХА им. В.Р. Филиппова в
период с 2015 по 2017 годы;
- на международной научно-практической конференции, приуроченной
100-летию заслуженного деятеля науки Бурятской АССР, профессора Николая
Васильевича Барнакова, Улан-Удэ 2015 г.;
- на ежегодных научно-практических конференциях, ВСГУТУ в период с 2015 по 2016 годы:
- на международной научно-практической конференции, посвященной
85-летию БГСХА им. В.Р. Филиппова и 55-летию инженерного факультета в
2016 году;
- на XXXV международной мультидисциплинарной конференции
"Актуальные проблемы науки XXI века", Москва 2018 год;
- на международной научно-практической конференции "Инновацион
ные исследования: проблемы внедрения результатов и направления развития",
Уфа 2018 год.
Внедрение. Сошники с установленными клавишными рассеивателями были внедрены в следующих хозяйствах:
КФХ "Ананина И.Ю.", Республика Бурятия, Мухоршибирский район, село Шаралдай, 2015 г.
КФХ "Измайлов", Республика Бурятия, Мухоршибирский район, село Харашибирь, 2016 г.;
- КФХ "Суменкова И.М.", Республика Бурятия, Мухоршибирский
район, село Заган, 2017 г.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 13 работах, в том числе 5 статей в журналах из списка ВАК, 1 статья в международном издании, 2 статьи в журналах из списка РИНЦ, 1 патент РФ на изобретение и 2 патента РФ на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 179 листов машинописного текста, 43 таблицы, 62 рисунка и 11 приложений. Список использованной литературы включает 156, в том числе 12 источников иностранной литературы.