Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение объема валовой продукции в сельском хозяйстве возможно главным образом за счет интенсивных факторов развития, внедрения новейших достижений науки, техники и передовой практики. Поэтому всегда стоит задача повышения эффективности машин и орудий, в том числе зерновых сеялок, занимающих важное место в системах машин для механизации сельскохозяйственных работ.
Эффективность работы зерновых сеялок во многом определяется качеством распределения семенного материала, обеспечиваемого высевающей системой. Среди существующих высевающих систем сеялок наибольшее внимание заслуживают системы пневматического транспортирования с централизованным дозированием семян, позволяющие внедрять ресурсо-, энергосберегающие технологии в сельском хозяйстве. Однако пневматические системы с распределителями вертикального типа или индивидуального дозирования, сравнительно энергоемки, имеют увеличенные габариты и не всегда обеспечивают хорошее качество высева семян с разными физико-механическими свойствами.
Наиболее перспективными являются одноступенчатые пневматические системы группового дозирования семян с распределителями горизонтального типа, обладающие меньшей энергоемкостью и материалоемкостью системы. Однако и они не всегда обеспечивают требуемое качество по равномерности распределения семян по семяпроводам.
Совершенствование распределительных систем невозможно без раскрытия теоретических основ взаимодействия воздушного потока с семенами с учетом их физико-механических свойств. Для этого необходимо разработать модель процесса перемещения семян воздушным потоком, обеспечивающую возможность обоснования технологии движения воздушно-зерновой смеси и конструктивных параметров распределительной системы. В связи с этим повышение качества распределения семян по семяпроводам, путем обоснования конструктивных и технологических параметров распределительного устройства пневматической зерновой сеялки на основе моделирования движения воздушно-зерновой смеси в распределительном устройстве горизонтального типа, является актуальной.
Цель работы. Повышение качества распределения семян путем совершенствования распределительной системы зерновой пневматической сеялки.
Объект исследования. Технологический процесс распределения семян воздушным потоком в распределительной системе зерновой сеялки.
Предмет исследования. Закономерности технологии движения воздушно-зерновой смеси и влияния конструктивно-технологических параметров распределительного устройства на качество распределения семян.
Методика исследований. В теоретических исследованиях использованы методы механики двухфазных сред «газ - твердые частицы» и методы классической гидродинамики. Экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях выполнены с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента. Экспериментальные данные обработаны методами математической статистики на ЭВМ.
Научная новизна.
-
Обоснована возможность математического описания процесса движения воздушно-зерновой смеси в распределительной системе зерновых пневматических сеялок на основе уравнений динамики двухфазных сред.
-
Разработана математическая модель технологического процесса работы распределительной системы зерновой сеялки с учетом взаимного влияния воздушного потока и семян, а также их физико-механических свойств.
-
Раскрыты взаимосвязи между качественными показателями процесса распределения зернового материала и конструктивно-технологическими параметрами распределительной системы с учетом характеристик высеваемого материала.
Практическая значимость. Результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическую реализацию в совершенствовании посева зерновых культур. Новизна решений подтверждаются патентами РФ на полезные модели №100357 и №100359 от 20.12.2010 г.
Работа выполнена в соответствии с планом НИОКР ФГОУ ВПО «Башкирского ГАУ» на 2006-2011 гг. «Разработка современных технологий и технических средств для возделывания сельскохозяйственных культур» (Рег.№ 0120.0 950301).
Посев зерновой сеялкой ССНП -16 с экспериментальной пневматической высевающей системой обеспечивает неравномерность распределения семян по сошникам не более 5%, вместо 12% у серийной.
Реализация результатов исследований. Экспериментальная пневматическая зерновая сеялка ССНП–16 с усовершенствованной распределительной системой прошла производственную проверку на полях учебно-научного центра ФГОУ ВПО Башкирского ГАУ. Разработанная модель технологического процесса работы зерновой пневматической сеялки используется в учебном процессе ФГОУ ВПО Башкирского ГАУ. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при разработке конструкции распределительного устройства для зерновых сеялок в ООО «Варнаагромаш» (Челябинская обл.)
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях Башкирского ГАУ (2008…2011 гг.), Челябинского ГАА (2009…2011 гг.) и Ульяновского ГСХА (2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе одна статья - в издании, указанном в «Перечне ВАК». Общий объем публикаций составляет 3,19 п.л., из них автору принадлежит 1,85 п.л.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы из 122 наименований и приложения. Диссертация изложена на 156 с., содержит 25 таблиц и 64 рисунков.
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
-
Обоснование возможности математического описания процесса движения воздушно-зерновой смеси в распределительной системе сеялок на основе теорий двухфазных сред.
-
Теоретическое обоснование процесса движения воздушно-зерновой смеси в распределительной системе зерновой пневматической сеялки.
-
Конструктивно-технологическое обоснование параметров распределительной системы зерновой пневматической сеялки.
-
Экспериментальная оценка процесса распределения семян под действием воздушного потока.
