Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ существующих способов семеноводства сахарной свеклы и средств механизации посадки высадков сахарной свеклы. Цель и задачи исследования 9
1.1. Анализ существующих способов семеноводства сахарной свеклы 9
1.2. Анализ известных конструкций для механизации посадки высадков сахарной свеклы 11
1.2.1. Средства частичной механизации посадки высадков 11
1.2.2. Средства полной механизации посадки высадков 15
1.3. Ориентирующие устройства высадков сахарной свеклы 23
1.4. Цель и задачи исследования 35
2. Физико-механические свойства высадков сахарной свеклы ... 36
2.1.Состояние вопроса, цель и задачи исследования 36
2.2. Условия проведения опытов и характеристика изучаемого сорта . 38
2.3.Методика проведения и результаты исследования 39
2.3.1. Размерная характеристика высадков сахарной свеклы 39
2.3.2. Угол конусности высадков сахарной свеклы 47
2.3.3. Массовая характеристика высадков сахарной свеклы 49
2.3.4. Коэффициент трения скольжения высадков сахарной свеклы.. 50
2.4. Вывод по разделу. 52
3. Теоретические исследования процесса ориентации высадков сахарной свеклы 53
3.1. Обоснование схемы ориентирующего устройства 53
3.2. Кинематика и динамика движения высадка в ориентирующем устройстве 55
3,2.1. Определение времени подачи высадков питающим транспортером 56
3.2.2. Исследование кинематических параметров падения высадка ... 57
3.2.3. Исследование отраженного падения высадка 61
3.2.4. Исследование разворота высадка в ориентирующих поверхностях 67
3.3. Выводы по разделу 75
4. Лабораторные исследования ориентирующего устройства для высадкопосадочной машины 76
4.1.Исследование оптимальных конструктивно-кинематических параметров устройства для ориентации высадков сахарной свеклы 76
4.1.1.Цель и задачи исследования 76
4.1.2. Методика экспериментального исследования ориентирования высадков сахарной свеклы 77
4.1.3. Результаты исследования по обоснованию оптимальных конструктивно-кинематических параметров устройства для ориентации высадков сахарной свеклы 83
4.2. Исследование максимальной производительности устройства для ориентации высадков сахарной свеклы 86
4.2.1. Цель и задачи исследования 86
4.2.2. Методика проведения исследований и обработка результатов. 86
4.2.3. Результаты исследований максимальной производительности устройства для ориентации высадков сахарной свеклы 87
4.3. Исследование согласованности подачи высадков сахарной свеклыв высаживающие конуса.. 88
4.3Л.Цель и задачи исследования... 88
4.3.2. Методика проведения исследования и обработка результатов. 88
4.3.3. Результаты исследований согласованной передачи высадков сахарной свеклы из ориентирующего устройства в высаживающие конуса 91
4.4. Выводы по разделу 93
5. Лабораторно-полевые исследования и производственные испытания высадкопосадочной машины с ориентирующим устройством для высадков сахарной свеклы 94
5.1. Цель и задачи лабораторно-полевых исследований 94
5.2.Условия и методика проведения лабораторно-полевых исследований 95
5.3. Результаты лабораторно-полевых исследований 104
5.3.1. Ориентирование высадков сахарной свеклы 104
5.3.2. Согласованность передачи высадков сахарной свеклы из ориентирующего устройства в высаживающие конуса 106
5.3.3. Исследование пропусков посадки высадков сахарной свеклы 107
5.4. Производственные испытания высадкопосадочной машины с ориентирующим устройством для посадки высадков сахарной свеклы 108
5.4.1. Условия и методика проведения производственных испытаний 108
5.4.2. Результаты производственных испытаний высадкопосадочной машины с ориентирующим устройством для посадки высадков сахарной свеклы 111
5.5. Выводы по разделу 114
6. Экономическая эффективность устройства для ориентации высадков сахарной свеклы 115
6.1. Выводы по разделу 125
Общие выводы 126
Литература 128
Приложения 139
- Средства частичной механизации посадки высадков
- Размерная характеристика высадков сахарной свеклы
- Исследование кинематических параметров падения высадка
- Методика экспериментального исследования ориентирования высадков сахарной свеклы
Введение к работе
Сахарная свекла - одна из ценнейших технических культур, из которой вырабатываются высококачественные продукты питания, сложные органические соединения для пищевой промышленности, микробиологии и животноводства. В корнеплодах содержится в среднем 16... 19 % сахара - одного из наиболее широко используемых в питании человека углеводов, хорошо усваиваемого организмом и обладающим высокими вкусовыми качествами. В условиях высокой агротехники сбор ботвы составляет 60...80% урожая корнеплодов. В одном центнере ботвы содержится до 23 кормовых единиц. На каждую кормовую единицу приходится 110 г перевариваемого протеина, 150 мг каротина и много минеральных солей. Листья содержат 11,3...20,4% сухих веществ, в том числе 2,3...3,2% белка и 0,4% жира. Выход отжатого жома составляет 40%, патоки 4,5...5,5 % от массы. Жом по кормовым достоинствам приближается к концентрированным кормам. Патоку используют на корм скоту в смеси с другими кормами.
Сахарная свекла выращивается в двухлетней культуре. В первый год из семян получают корнеплоды. На второй год из корнеплодов вырастают семенники, которые после уборки и послеуборочной обработки дают семена.
Семеноводство — важная отрасль народного хозяйства, заключающаяся в плановом размножении районированных сортов. В отличии от товарного производства, оно является более трудоемкой отраслью, с большим количеством ручного труда. Важность этой проблемы неизмеримо возросла в последние годы в связи с поступлением семян с мирового рынка и необходимостью сохранения национальных приоритетов свекловодства России. Новые сорта и гибриды сахарной свеклы российской селекции по реальной продуктивности вполне конкурентоспособны. В тоже время качество семян еще не вполне отвечает современным требованиям, а без этого невозможно добиться должной эффективности производства фабричной сахарной свеклы.
Получение семян с высокими посевными качествами при малых затратах труда и средств обеспечивает технология безвысадочного выращивания семенников. Однако в России, этот способ возможно применять только в Краснодарском крае, при этом нет полной уверенности в сохранности зимующих семенников. В тоже время высадочный способ производства семян имеет высокий коэффициент размножения семян - не менее 500 (у безвысадочного семеноводства не более 300 [5]), что позволяет компенсировать высокие затраты ручного труда (при посадке высадкопосадочной машиной ВПС-2,8 со схемой посадки 70x70 см затраты труда составляют 14 чел. час/га., при посадке высадкопосадочной машиной А-801 этот показатель равен 21 чел. час/га). Кроме того, посадку корнеплодов высадков сахарной свеклы необходимо производить в кратчайшие сроки (запоздание с посадкой на 6 дней снижает урожай до 20% и отрицательно влияет на качество семян).
В настоящее время для посадки корнеплодов высадков сахарной свеклы применяют машины типа ВПС-2,8А (Россия) и А-801 (Германия). Производительность за час основного времени при шаге 70 см. у ВПС-2,8А составляет 0,54 га/час , у А-801 этот показатель 0,33 га/час. В обеих машинах используется труд четырех сажальщиков. В машинах механизирован процесс перемещения корнеплодов в почву с последующей заделкой, но поштучный отбор и ориентация корнеплодов производится вручную, что существенно сказывается на производительности машин и качестве посадки.
Поэтому для решения данной проблемы нами предложена конструкция ориентирующего устройства для высадков сахарной свеклы, которую возможно применить в высадкопосадочной машине, и обеспечить посадку названной культуры с соблюдением агротехнических требований и минимальными затратами ручного труда.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ - Технологический процесс посадки высадков сахарной свеклы, высадкопосадочной машиной с ориентирующим устройством, его кинематические и геометрические параметры.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИИ - Процесс ориентации высадков сахарной свеклы. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ - В качестве основной методики применялась методика математического моделирования и оптимизации процесса. Необходимые расчеты выполнены с применением ПЭВМ.
На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований на защиту по данной работе выносятся:
- конструктивная схема ориентирующего устройства для высадков сахарной свеклы (на элементы данной конструкции получен патент Р Ф №2237397 Россия, С2 7 А01 С 11/00, 11/02. Устройство для ориентации корнеплодов к посадочной машине / Н. П. Ларюшин, В. П. Оликов, О. Н. Куха-рев) (приложение 1);
- теоретические уравнения по определению работоспособности ориентирующего устройства для высадков сахарной свеклы и времени ориентирования;
- функциональные зависимости ориентации от угла развала ориентирующих поверхностей, высоты падения высадков с питающего транспортера в ориентирующее устройство и линейной скорости питающего транспортера;
- опытный образец высадкопосадочного аппарата с ориентирующим устройством и результаты его производственных исследований.
Средства частичной механизации посадки высадков
Для южных зон свеклосеяния, Ю. В. Жарков разработал рассадо-пересадочный способ семеноводства сахарной свеклы. Этот способ предусматривает пересадку семенников из загущенного насаждения свеклы летне-осеннего посева на новый, обработанный участок с расширенной площадью питания. Этот способ возможно применять для получения семян первой репродукции, но на данный момент он не получил практического применения из-за большой трудоемкости [3].
Таким образом при безвысадочном способе требуется значительно больше элитных семян, и в неблагоприятных погодных условиях насаждения могут вымерзнуть при зимовке, но затраты труда по сравнению с высадочным способом составляют лишь около 25%, а расходы снижаются примерно на 30%. Высокие затраты высадочного способа, большая потребность в ручном труде и недостаточная степень механизации некоторых операций служат важнейшей причиной снижения его распространенности в семеноводстве. Однако благодаря высокому коэффициенту размножения высадочный способ используют в настоящее время для получения элиты. В Пензенской области, в связи с климатическими особенностями, применяется высадочный способ семеноводства сахарной свеклы. В период с 2000 по 2004 год площади под высадками колебались от 300 до 600 гектар.
При высадочном способе семеноводства, по агротехническим требованиям, весеннюю посадку высадков начинают как можно раньше (когда почва достаточно просохнет на глубину обработки). И здесь очень важно произвести высадку в кратчайшие сроки, следовательно, максимально механизировать операцию посадки высадков сахарной свеклы. Практический опыт семеноводческих станций показывает, что запоздание с посадкой высадков на 6... 10 дней не только снижает урожай семян на 15 - 20% [2], но и отрицательно влияет на их массу и всхожесть, что сказывается на продуктивности фабричной свеклы. Запоздание с посадкой на 20 дней в приводит к тому, что у растений поражаются генеративные органы до 16,6% [2]. Положительное влияние ранней посадки обуславливается удлинением вегетационного периода, ускорением прорастания корнеплодов, а главное тем, что при этом обеспечивается нормальное развитие почек на головке корнеплода. Из вышесказанного можно сделать вывод, что при производстве семян сахарной свеклы очень важна максимальная механизация процесса посадки высадков. Это позволяет проводить посадку больших площадей с соблюдением агротехнических сроков.
Для механизации посадки высадков сахарной свеклы были предложены множество конструкций [5... 17]. Технологический процесс посадки высадков можно условно разделить на три этапа: поштучный отбор, ориентирование хвостовой частью вниз и транспортирование корнеплода в почву с последующей заделкой. На основании вышеизложенного можно провести классификацию средств механизации посадки высадков сахарной свеклы на средства с частичной механизацией и средства с полной механизацией процесса. Рассмотрим наиболее известные, а также перспективные разработки.
Для посадки высадков сахарной свеклы используют различные агрегаты. До 1971 г. в нашей стране выпускалась машина ВПГ-4 [18], со схемой посадки 70x70 см. Ее обслуживали 8 человек. Машина высаживала четыре рядка, квадратным способом, с применением катушки мерной проволоки, которую натягивали по всей длине гона.
УкрНИИСХОМ с участием ВНИСа модернизировали ВПГ-4. Новая машина стала называться ВПУ-4 [19]. Она состоит из четырех роторных посадочных аппаратов, бункера, рыхлителей, лотков накопителей, маркеров, загортачем, трансмиссии, гидравлического оборудования с механизмом подъема, электрической звуковой сигнализации. Технологический принцип работы следующий: из бункера технологический материал подается в лотки. Восемь сажальщиков вручную заполняют посадочные конуса, которые затем внедряются в почву и раскрываются. В раскрытом виде посадочный конус начинает подниматься вверх, а корнеплод удерживается на месте выталкивателем. После поднятия выталкивателя корнеплод присыпается грунтом и в обязательном порядке обжимается с боков опорно- прикатывающими колесами. ВПУ-4 высаживает корнеплоды в четыре рядка с междурядьем 70 см и шагом 35 см и 70 см.
В Чехии используют высадкопосадочную машину 4SAS-62,5 [17], высаживающее устройство которой имеет по 6 высаживающих штанг, заканчивающимися головками с иглами, на которые сажальщики насаживают корни.
В Германии разработана машина для посадки свекловичных штеклингов и других корнеплодов А821 [15]. Посадка осуществляется с помощью настроенной транспортной тележки, устройства для приемки штеклингов и предохранительного кожуха. Устройство для посадки штеклингов укрепляется на посадочном диске. Производительность за 1 час основного времени, при шаге 70 см - 0,33 га, при шаге 35 см - 0,1 га. Рабочая скорость до 1,2 км/ч. Ширина захвата 2,5 метра. Масса - 720 кг. Обслуживается 4 сажальщиками и 1 трактористом.
В 1979 году на Тернопольском комбайновом заводе после модернизации ВПУ-4 стали выпускать ВПС-2,8 (рисунок 1.1). Эта машина более совершенна и является базовой для всех последующих отечественных серийных модификаций высадкопосадочных агрегатов. В отличии от ВПУ-4 на ней установлен полуавтоматический зарядный аппарат и изменены некоторые узлы, хотя принцип работы сохранился.
Размерная характеристика высадков сахарной свеклы
Опыты проводились на полях ФГУП учхоза ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» Рамзай Мокшанского района Пензенской области и ГУЛ «Семенной завод» г. Каменка Пензенской области в 2002...2004 годах.
Годовое количество осадков в ФГУП учхозе составляет в среднем 455 мм. Почва выщелочные черноземы, по механическому составу характеризуются как глинистые. Почвенно-климатические условия для выращивания семенников сахарной свеклы в ГУЛ «Семенной завод» схожи с условиями в ФГУП учхоза ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА». В 2003 году погодные условия были относительно благополучными для получения урожая семян сахарной свеклы (21 ц/га).
В Российской Федерации районировано более 40 сортов и гибридов сахарной свеклы. Районирован и наиболее распространен в Пензенской области сорт «Рамонская односемянная 47» - сорт урожайно-сахаристого направления. Создан в ВсеросНИИСС методом индивидуального отбора с последующей гибридизацией и отбором на цветушность и качество семян.
Посевные качества семян хорошие, односемянность высокая. Кроме Пензенской районирован еще в Воронежской и Тамбовской областях. Исследования физико-механических свойств высадков сахарной свеклы проводилось по методике ВИСХОМа, применяемой для изучения физико-механических свойств растений и почв. Также использовали оригинальную методику, разработанную в ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА». Обычно величины, получаемые при измерении изучаемого признака, различны и выражаются вариационным рядом. Для оценки вариационного ряда пользуются средними величинами массовых измерений. В своей работе использовали общепринятые в вариационной статистике понятия и элементы, характеризующие вариационный ряд: средняя арифметическая - X, среднеквадратическое отклонение - с коэффициент вариации - v, средняя ошибка - Sx и показатель точности опыта - Р. Каждый из названных элементов определяется по известным формулам вариационной статистики. Это позволило выяснить точность экспериментальных данных и установить допустимые пределы, в которых они достаточно надежны. Приборы и оборудование для получения числовых данных выбирались в расчете на массовые измерения. Список использованных приборов и оборудования приводится в приложении 2. Длину высадков сахарной свеклы L и размер его головки D замеряли прибором разработанным в отделе механизации ВНИИСС. Прибор представляет собой нанесенную на основании 1 (рисунок.2.2) и стойку 4 измерительные шкалы 2, 6 и движков 3,9 с упорами 5,8, перемещающихся в пазах стойки 4 и верхней перекладины 7 [14]. Замер производится следующим образом: корнеплод маточника сахарной свеклы, при помощи движков с упорами, прижимается к тем сторонам рамки на которых нанесена градуировка и против конца упора 8. По горизонтальной шкале 6 отсчитываем длину корнеплода, а по нижнему обрезу упора 5 на вертикальной шкале — размер максимального диаметра. Замеры проводились в трехкратной повторности, при этом размер максимального диаметра измерялся в двух, взаимно перпендикулярных плоскостях, с последующим подсчетом среднего значения. В результате массовых замеров были получены вариационные ряды. Математическая обработка этих рядов позволила получить вариационные кривые распределения исследуемых параметров. Значение диаметра высадков находилось в пределах 50...98 мм (рисунок 2.3) при среднем значении Х=74,02 мм (среднеквадратическое отклонение 0=9,65 мм, коэффициент вариации v= 13,04 %). Распределение высадков в размерном ряду составило: 50...60 мм — 7%; 60...70 мм - 30%; 70...80 мм 43%; 80...90- 15%; 90...100-5%. Значение длины высадков находилось в пределах 140...240 мм (рисунок. 2.4) при среднем значении Х= 181,72 мм.(среднеквадратическое отклонение ст=21,76 мм., коэффициент вариации v=l 1,97 %) Диаметр хвостовой части высадка сахарной свеклы d замеряли при помощи штангенциркуля ШЦ-11-250-0,05 с точностью ±0,1мм. Значение диаметра хвостовой части находилось в пределах 5... 19 мм при среднем значении Х-10,10 мм (среднеквадратическое отклонение с=2,43 мм, коэффициент вариации v=24,04 %) [49]. Расположение центра тяжести С определяли путем измерения расстояния от вершины головки высадка до центра тяжести. Данный показатель определяли с помощью прибора разработанного НИПТИМЭСХ НЗ [14] (рисунок 2.5). Он состоит из основания 1 с установленным на нем винтовым механизмом 2 с рукояткой 3, толкателя 4, вогнутого лотка 5 соединенного с основанием 1 шарниром, угломера 6, линейки 7. Прибор работает следующим способом. Высадок сахарной свеклы укладывают на вогнутый лоток 5 и прижимают его головкой к толкателю 4. Вогнутому лотку 5 придают такой наклон, при котором ось корнеплода занимает горизонтальное положение. Это произойдет тогда, когда угол наклона лотка 5, измеряемый угломером 6, будет равен половине угла конусности корнеплода. Затем вращая рукоятку 3 винтового механизма 2 и тем самым перемещая толкатель 4, сдвигают корнеплод до того момента, когда он теряет устойчивость и опрокидывается. Замеряя расстояние от края лотка 5 до толкателя 4 линейкой получают расстояние от головки до центра тяжести высадка. Отводя толкатель в первоначальное положение, проводят описанную выше процедуру с остальными корнеплодами. Замер проводят в трехкратной повторности.
Расположение плоскости максимального диаметра В определяли путем измерения расстояния от вершины головки высадка до плоскости максимального диаметра. Этот показатель определяли с помощью прибора разработанного и изготовленного на кафедре «Сельскохозяйственные машины» ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (рисунок 2.7). Он состоит из основания 1 с установленными на нем двумя стеклянными пластинами 2, расположенными под углом 10 друг к другу. Снаружи на стеклянных пластинах 2 закреплены мерные, прозрачные линейки 3. Прибор работает следующим способом. Корнеплод помещают внутрь, между стеклянными пластинами и по пятну контакта на стекле отмечают расположение плоскости максимального диаметра.
Исследование кинематических параметров падения высадка
Цель экспериментальных исследований - определение оптимальных значений конструкции ориентирующего устройства состоящего из двух ориентирующих поверхностей (рисунок 4.1): высоты падения высадков с питающего транспортера в ориентирующее устройство - h; линейной скорости питающего транспортера V; угла развала ориентирующих поверхностей - а.
Поставленная в исследованиях цель предусматривала решение задачи по определению названных выше параметров на основе методики планирования многофакторного эксперимента.
Ориентации высадков сахарной свеклы хвостовой частью вниз при работе исследуемого устройства зависит от множества факторов. В связи с этим, лабораторные исследования проводились с применением методики планирования многофакторного эксперимента [72...81, 90]. Для этого использовали экспериментальную установку для определения оптимальных значений геометрических и кинематических параметров ориентирующего устройства высадков сахарной свеклы (рисунок 4.1, 4.2). Устройство состоит из рамы 1 на которой установлен питающий транспортер 5, приводящийся от мотора - редуктора 2 через редуктор 3. На транспортере закреплен бункер 4. Посредством конического редуктора 9 и карданно-шлицевого соединения 8 движение с питающего транспортера передается на ведущий вал скребкового транспортера. Ориентирующее устройство представляет собой бесконечный тяговый элемент со скребками 10 перемещающимися в V-образном желобе, образованном ориентирующими поверхностями 11 [76].
В качестве параметра оптимизации при оценке работы ориентирующего устройства нами был принят процент разворота высадков сахарной свеклы хвостовой частью вниз. На основе априорного ранжирования были отобраны основные из факторов, влияющие на процесс разворота высадков: высота падения высадков с питающего транспортера в ориентирующее устройство -h; линейная скорость питающего транспортера V; угол развала ориентирующих поверхностей - а. Из конструктивных соображений высоту ориентирующих поверхностей Н принимаем равной 300 мм, а длину ориентирующих поверхностей принимаем равной 400 мм. Угол наклона питающего транспортера принимаем равным 50, это позволит транспортеру
максимально точно выбирать высадки из бункера и при этом позволять проводить сажальщику корректировку [11]. Количество скребков ориентирующего устройства принимаем равным двум. Это позволяет наиболее полно использовать ориентирующие поверхности и при этом максимально снизить скорость бесконечного тягового элемента. Поверхностное покрытие ориентирующих поверхностей применяем из полимерного материала в связи с его наименьшим коэффициентом трения (см. главу 2).
Лабораторная установка состоит из, закрепленного на раме 1, мотора-редуктора 2. (N=0,6 кВт) посредством цепных передач связанного с редуктором 3 типа СУПА-00.11.20-01. Цепной передачей редуктор 3 связан с питающим транспортером 5, имеющим скребки 6 и закрепленный на нем бункер 4. С верхнего вала питающего транспортера 5 вращение через конический редуктор 9 и карданно-шлицевую передачу 8 передается на ведущий вал скребкового транспортера 7 со скребками 10, перемещающимися между ориентирующими поверхностями 11. Для повышения вероятности пропадания высадков в ориентирующие поверхности, над одной из них, противоположной питающему транспортеру, установлена доска 12 с амортизирующим покрытием для уменьшения повреждаемости высадков сахарной свеклы [82].
Методика проведения опыта следующая. В бункер 4 засыпали корнеплоды, устанавливали необходимый кинематический режим: линейную скорость питающего транспортера изменяли при помощи редуктора 3 (СУПА-00.11.20-01. Высоту падения высадков h изменяли с помощью перемещения по вертикали ориентирующего устройства. Угол развала ориентирующих поверхностей а регулировали поворотом ориентирующих поверхностей на нижнем креплении, при этом для каждого из исследуемых углов были изготовлены соответствующие по размерам сменные скребки 10. Затем включали мотор-редуктор 2, приводя в движение питающий транспортер 5 и ведущий вал скребкового транспортера 7. В случае если скребок не захватил ни одного высадка — его докладывали, если скребок захватывал два и более высадка - сбрасывали лишние и оставляли только один. Таким образом, достигалась чистота эксперимента. Высадки, зависшие в ориентирующих поверхностях хвостовой частью вниз считались сориентированными, а зависшие каким либо другим образом - не сориентированными. Для каждого случая проводили трехкратную повторность. Число замеров в каждом случае -100.
Рандомизация опытов проводится с помощью таблицы случайных величин [72]. Для описания поверхности отклика уравнением второго порядка использовали план близкий к D-оптимальному (Бокса на кубе) [82]. В связи с возможностью проведения расчета на ЭВМ кодирование значений не проводили, при этом методика эксперимента не изменялась.
Интервалы и уровни варьирования факторов (угол развала ориентирующих плоскостей - а; линейная скорость питающего транспортера - V; высота падения высадков - h) представлены в таблице 4.1. Матрица планирования трехфакторного эксперимента плана близкого к D-оптимальному (Бокса на кубе) представлена в таблице 4.2.
Обработка результатов эксперимента проводилась на ПЭВМ с использованием прикладной программы "EXEL 7.0" и "STATISTIKA VERSION 5.0". По результатам трехфакторного эксперимента определяли функцию отклика:
Методика экспериментального исследования ориентирования высадков сахарной свеклы
Посадочный аппарат состоит из закрепленных на подрамнике со смещением на 318 мм квадратных ведущих и ведомых дисков. Квадратные диски шарнирно связаны между собой четырьмя поводками таким образом, что диски и поводки образуют четырехзвенный параллелограмный механизм. На поводках установлены высаживающие конусы 7, имеющие подвижные и неподвижные створки. При вращении дисков поводки и установленные на них узлы совершают плоско-параллельное движение. На ведомом квадратном диске аппарата, при помощи винтов, закреплены выталкиватели 9. Посадочные аппараты одним концом крепятся шарнирно к раме машины посредством литых кронштейнов механизма привода, а другим - опираются на копирующие колеса 10. Такое крепление дает возможность аппаратам копировать микрорельеф поля. На рычагах механизма подъема посадочных аппаратов шарнирно закреплены загортачи 11.
Рыхлители 8 предназначены для рыхления почвы вдоль рядка и образования борозды, облегчающей вход конусов посадочного аппарата и корней в почву. Рыхлитель состоит из долотообразной лапы, в нижней части которой шарнирно закреплен плоскорежущий элемент с отогнутыми вверх перьями для улучшения крошения почвы.
Задние прикатывающие колеса 12 одновременно служат и опорой машины. Они установлены попарно и предназначены для уплотнения почвы с обеих сторон высаживаемых высадков. Колеса установлены с развалом 14. Крайние пары колес крепятся жестко к кронштейнам рамы, а средние подвешены к заднему брусу рамы на торсионных валах, что обеспечивает равномерное уплотнение почвы вокруг корней всеми колесами, независимо от рельефа почвы. Гидравлическое оборудование предназначено да подъема и опускания рыхлителей и посадочных аппаратов. Посадка высадков сахарной свеклы осуществляется следующим образом (рисунок 5.1). Высадки, загруженные в бункер 2, при помощи транспортеров 1 подаются в лотки накопители 3. Дном лотков накопителей являются питающие транспортеры 4, которые поштучно выбирают высадки и транспортируют их к ориентирующему устройству. Сажальщик производит поштучную выборку и укладывает высадки на питающий транспортер. Высадки поднимаются вверх и падают в V-образный желоб, который образуют ориентирующие поверхности 6, сверху, с необходимой высоты. Попадая в желоб, высадки ориентируются хвостовой частью вниз и задерживаются на уровне плоскости максимального диаметра. Скребки 5, скребкового транспортера, проходя между ориентирующими поверхностями, захватывают высадки и транспортируют их к выходу из V-образного желоба. После выхода из ориентирующего устройства, высадки под собственным весом перемещаются в высаживающие конуса 7, не меняя при этом положения оси (хвостовой частью вниз). Конусы сажателей 7, совершая плоскопараллельное движение в вертикальной плоскости, опускают высадки к поверхности поля и входят в подготовленную рыхлителями 8 почву. Выталкиватели 9, к моменту достижения высаживающими конусами крайнего нижнего положения, заходят в конусы, удерживают корни и раздвигают подвижные створки посадочных конусов, которые начинают выглубляются из почвы и двигаются за новыми высадками. Загортачи 11 засыпают высадки, а прикатывающие колеса 12 уплотняют почву с обеих сторон. Окончательная заделка осуществляется шлейфами 13. Агротехнические требования на высадкопосадочную машину были разработаны Всесоюзным ордена Ленина научно-исследовательским институтом сахарной свеклы и Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом селекции и семеноводства овощных культур и утверждены Ученым Советом ВНИИСОК Данная машина работает при следующих условиях: поверхностный слой почвы разрыхлен на глубину не менее длины высаживаемых маточников. Твердость почвы находится в пределах 2...10 кг/см . Влажность почвы в горизонте 0...30 см равна 25...35%, а в более низких горизонтах до 40%. Машина должна работать на полях с уклоном не более 7 [92,93]. Методика проведения опытов следующая. Во время работы агрегата, наблюдатель, находящийся на площадке высадкопосадочной машины, проводит подсчет высадков попавших в ориентирующие поверхности с питающего транспортера. Высадки, зависшие на ориентирующих поверхностях, хвостовой частью вниз, считались сориентированными, а зависшие каким либо другим образом - не сориентированными. Повторность для каждого случая трехкратная. Число замеров в каждом случае - 100. При определении оптимального значения линейной скорости питающего транспортера V, значения высоты падения высадков с питающего транспортера в ориентирующее устройство h и угла развала ориентирующих поверхностей а, оставались постоянными — равными оптимальным значениям, полученным при лабораторных исследованиях. Соответственно при определении оптимального значения высоты падения высадков сахарной свеклы с питающего транспортера в ориентирующее устройство h — постоянными оставались линейная скорость питающего транспортера V и угол развала ориентирующих поверхностей а. При определении оптимального значения угла развала ориентирующих поверхностей а - постоянными оставались высота падения высадков сахарной свеклы с питающего транспортера в ориентирующее устройство h и линейная скорость питающего транспортера V.
Высоту падения высадков h изменяли с помощью перемещения по вертикали ориентирующего устройства. Угол развала ориентирующих поверхностей а регулировали поворотом ориентирующих поверхностей на нижнем креплении, при этом для каждого из исследуемых углов были изготовлены соответствующие по размерам сменные скребки. Линейную скорость питающего транспортера изменяли путем с помощью изменения числа зубьев звездочки привода распределительного вала на редукторе машины и изменением рабочей скорости движения агрегата.
