Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор технологий локального внесения удобрений при возделывании картофеля и технических средств для их реализации. цель и задачи исследования 12
1.1. Агротехническое обоснование направления совершенствования технологии локального внесения вермикомпостов при посадке картофеля 12
1.2 Обзор и анализ технологий и технических средств для локального вне
сения твёрдых органических удобрений 18
1.2.1. Технологии внесения твердых органических удобрений 18
1.2.2. Классификация, обзор и анализ конструкций дозирующе-распределительных устройств машин для локального внесения
удобрений 30
1.3. Обоснование темы, цель и задачи исследования 43
1.4. Выводы по разделу 46
2. Поисковые опыты 47
2.1. Технические решения при разработке перспективной конструктивно-технологической схемы дозирующего устройства 47
2.2. Исследование физико-механических свойств вермикомпоста 55
2.2.1. Программа исследования 55
2.2.2. Методика проведения исследования 55
2.2.3. Физико-механические свойства вермикомпоста 63
2.3 Выводы по разделу 69
3. Теоретическое исследование технологического процесса порционного внесения вермикомпоста (вк) при посадке картофеля 70
3.1. Конструктивно-технологическая схема порционного дозирующе-распределительного устройства 70
3.2. Анализ формирования порций удобрений 77
3.2.1. Анализ объёмной подачи желобков 77
3.2.2. Обоснование допустимой высоты слоя удобрений в питательном ковше ДРУ 86
3.2.3. Параметры отсекателя удобрений 88
3.2.4. Обоснование максимального числа зубьев ведомой звездочки 91
3.2.5. Анализ уплотнения (формирования) порций удобрений 95
3.3. Анализ процесса распределения удобрений вдоль посадочной
борозды 98
3.4 Выводы по разделу 106
4. Программа и методика экспериментальных исследований 108
4.1. Программа экспериментальных исследований 108
4.2. Общая методика экспериментальных исследований 109
4.2.1. Программа исследований 110
4.2.2, Описание экспериментальной установки и порядок проведения исследований 111
4.3. Методика определения показателей качества выполнения технологического процесса 116
4.3.1 Методика проведения однофакторных экспериментов 117
4.4. Выводы по разделу 117
5. Результаты и анализ лабораторно-стендовых исследований 119
5.1. Результаты исследования влияния конструктивно-режимных параметров дозирующе-распределительного устройства и технологическихсвойств вермикомпоста на оценочные показатели процесса распределения 119
5.1.1. Влияние влажности вермикомпоста на оценочные показатели массовой подачи экспериментальным ДРУ 120
5.1.2. Влияние глубины желобков 1іж дозирующих транспортеров на оценочные показатели 122
5.1.3. Влияние скорости движения дозирующих транспортеров итр на оценочные показатели 126
5.2. Выводы по разделу 130
6. Производственные испытания макетного образца комбинированной картофелепосадочной машины и технико-экономическое обоснование ее применения 131
6.1. Программа и методика лабораторно-полевых исследований 131
6.1.1.Описание экспериментальной комбинированной картофелепосадочной машины 133
6.1.2. Результаты агротехнической оценки исследуемой посадочной машины 13 8
6.2. Экономическая эффективность результатов исследования 139
6.2.1. Расчет показателей экономической эффективности 140
6.2.2. Показатели экономической эффективности проведенного исследования 144
6.3. Выводы по разделу 144
Общие выводы 146
Библиографический список 148
Приложения 157
- Агротехническое обоснование направления совершенствования технологии локального внесения вермикомпостов при посадке картофеля
- Технические решения при разработке перспективной конструктивно-технологической схемы дозирующего устройства
- Конструктивно-технологическая схема порционного дозирующе-распределительного устройства
- Описание экспериментальной установки и порядок проведения исследований
Введение к работе
Известный ученый, академик Д. Н. Прянишников говорил: « Выращивать картофель - это то же, что получать три колоса там, где раньше рос один». [1].
Широкий диапазон использования клубней, как продукта питания, а также в качестве сырья для многих отраслей пищевой и технической промышленности - ценнейшее свойство картофеля.
Основной показатель качества и ценности картофеля - его химический состав, показывающий содержание в нем полезных для жизнедеятельности человека веществ. Важным пищевым компонентом картофеля являются углеводы (крахмал, сахар, пектиновые вещества и др.), входящие в состав сухих веществ. Их содержание в клубнях колеблется, в зависимости от сорта, степени зрелости, почвенных и климатических условий, от 14 до 36% [2].
Особую ценность представляет белок картофеля, так как по своему качеству он превосходит белок многих других растений.
В настоящее время, несмотря на высокий потенциал продуктивности современных сортов картофеля, фактическая урожайность этой культуры составляет в хозяйствах России разных форм собственности 9-13 т/га, при среднемировом уровне 15 т/га [3]. Одна из причин такого положения -низкое качество семенного картофеля, который из-за биологических особенностей в наибольшей степени, чем другие сельскохозяйственные культуры подвержен вирусным, вироидным и микоплазменным заболеваниям, что приводит к так называемому вырождению посадочного материала (снижению урожайности, росту заболеваемости и потере сортовых качеств). Основным способом борьбы с вырождением являются постоянная сортосмена и сортообновление.
Анализ динамики накопления валового сбора картофеля по категориям хозяйств в РФ показал [4], что основной процент (до 97,6%) производства приходится на крестьянско-фермерские и личные подсобные хозяйства, а лишь 2,4% - на специализированные механизированные хозяйства (элитхозы, научно-исследовательские институты). Такой дисбаланс в структуре распределения производства картофеля вызвал дефицит его семенного материала у основных производителей, что с учетом высокого уровня вырождаемости клубней (1...3 года) может привести отдельные регионы страны к необходимости импортирования этого продукта.
Создание и поддержание ресурсов картофеля на уровне, обеспечивающим продовольственную безопасность страны, с учетом ситуации, сложившейся в условиях дефицита финансовых и материальных ресурсов, требует повышения эффективности использования потенциала хозяйств всех категорий.
Учитывая положение в картофелеводческой отрасли страны Минсельхоз РФ выделил среди важнейших приоритетов - создание необходимых условий и развитие инфраструктуры для обеспечения частного сектора, включая фермерские хозяйства и владельцев приусадебных участков, высококачественным (сертифицированным) посадочным материалом высоких репродукций лучших сортов.
Основная цель семеноводства - сохранить качество посадочного материала и получить наибольшее число клубней (максимально увеличить коэффициент размножения) [5].
В настоящее время интенсификация производства картофеля связана с введением в технологии его возделывания новых ростостимулирующих твердых органических удобрений - вермикомпостов (ВК), получаемых на основе культуры некоторых форм дождевых червей.
Одним из важнейших агротехнических преимуществ вермикомпоста (биогумуса), перед традиционным подстилочным навозом является отсутствие в нём семян сорных растений и высокие удобрительные и технологические свойства. Готовый вермикомпост, полученный на основе навоза КРС, представляет собой субстрат, состоящий из органических и минеральных веществ, не имеющий запаха, от темно-серого до черного цвета. [6] Диапазон значений рН от слабокислых до слабощелочных. Это способствует созданию в почве условий, повышающих устойчивость растений к болезням. При этом вермикомпост содержит биологически активные вещества, ускоряющие прорастание семян, а также улучшающие приживаемость рассады овощных культур после её высадки в открытый грунт. [7]
По внешнему виду компосты, получаемые разными способами, почти не различаются, но в вермикомпостах в десятки раз больше доступных для растений форм питательных веществ, поэтому они по эффективности значительно превосходит традиционные органические удобрения. В них содержится огромное количество микроорганизмов кишечника червя, в том числе продуцирующих биологически активные вещества. Они обладают азотфиксирующими свойствами, подобно клубеньковым бактериям бобовых культур, и способствуют более экономичному использованию почвенного азота, а также полноценному прохождению окислительно-восстановительных реакций в растительной клетке [6, 8].
Благодаря набору высокомолекулярных веществ, вермикомпост обладает определёнными буферными свойствами, позволяющими на должном уровне поддерживать влажность и кислотность почвы [9]. Специалисты Великобритании считают, что содержащиеся в вермикомпостах микроорганизмы способствуют переводу токсичных форм тяжелых металлов в малоподвижные соединения и сокращению их влияния на растения на 60-70% [9]. В связи с этим особое значение вермикомпосты имеют для почв, утративших способность к самоочищению из-за сильного загрязнения их остатками пестицидов, выбросами и отходами промышленных предприятий. Например, внесение вермикомпоста в норме 5-7,5т/га снижает в почве содержание радионуклидов на 30% [10].
Высокие адаптогенные свойства вермикомпоста, обусловленные проявляемой им ростостимулирующей и фунгистатической активностью, в настоящий момент хорошо известны. Добавление вермикомпоста в грунт, или в подкормку обеспечивает не только значительное увеличение урожая сельскохозяйственной продукции [11,12], но и улучшение её качества за счет подавления широкого спектра патогенной микрофлоры, в частности фитопатогенных грибов [13].
При применении вермикомпоста обнаружено существенное подавление популяций патогенных микроорганизмов, нематод и насекомых-вредителей, которые поражают растения.[14]
Рост и развитие растений, качество и урожайность сельскохозяйственной продукции зависит от химического состава вермикомпоста и его насыщения микроорганизмами, синтезирующими и выделяющими биологически важные и физиологически активные соединения.
Также рядом научно - исследовательских учреждений установлено, что размещение вермикомпоста в прикорневой зоне картофельного растения позволяет формировать в структуре урожая до 52% фракцию клубней массой 30-70 г, то есть соответствующую семенной [15, 16].
Приведенные выше преимущества ВК позволяют, при применении его в картофелеводческой отрасли, достигать основной цели ее семеноводства -сохранение сортовых качества клубней и увеличение коэффициента их размножения.
Сотрудниками ВНИИ картофельного хозяйства установлены агротехнические требования на выполнение технологического процесса применения ВК, которые предусматривают определённые дозы внесения удобрений( 1,8-5 т/га) в оптимальные сроки, пределы отклонения их от установочных, а также допустимая неравномерность распределения удобрений [17].
Одним из факторов, ограничивающих эффективность ВК, является несовершенство способов и технологий его внесения. В связи с этим возникает задача выбора наиболее рациональных путей реформирования приемов эффективного применения органических удобрений.
Результаты многолетних исследований и производственный опыт научно-исследовательских учреждений и специализированных картофелеводческих хозяйств, свидетельствуют о целесообразности перехода к более удобной и рациональной технологии — локально-гнездовому внесению удобрений при посадке картофеля. Указанная технология позволяет повысить эффективность использования органических удобрений в 1,5-2 раза по сравнению с сплошным и ленточным способами внесения, уменьшает дозы внесения на 20-30%. При этом также достигается основная цель весенних полевых работ - получение дружных и полноценных всходов, обеспечивающих необходимую густоту стояния растений и максимальное сокращение численности сорняков в начальный период.
Изложенное ставит перед создателями сельскохозяйственной техники задачу - совершенствование функционирования технологического процесса посадочного агрегата, формирующего эффективное внесение органических удобрений.
В связи с этим объектом данного исследования является технологический процесс посадки картофеля с одновременным локальным внесением вермикомпоста, равномерность распределения которого достигается применением нового дозирующе-распределительного устройства.
На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований на защиту по данной работе выносятся:
- теоретическое исследование технологии внутрипочвенного внесения ВК с использованием порционного дозирующе-распределительного устройства;
- результаты лабораторных исследований физико-механических свойств вермикомпоста;
- экспериментальные зависимости влияния геометрических и кинематических параметров разработанного устройства на качественное распределение ВК в процессе их порционного высева.
Агротехническое обоснование направления совершенствования технологии локального внесения вермикомпостов при посадке картофеля
Технологический процесс возделывания картофеля представляет собой совокупность операций, выполняемых в определенной последовательности, увязанной по времени и средствам воздействия на обрабатываемые объекты (почва, семена, растения, плоды и т. д.). Каждая операция в этом процессе является дискретной и характеризуется конкретными выходными параметрами, отвечающими агробиологическим требованиям данной культуры. При этом выходные параметры предыдущей операции служат входными последующей, что обусловливает их качественную взаимосвязь и технико-экономические показатели. Поэтому из общего комплекса технологических операций трудно выделить главную, так как каждая из них в конкретных условиях может оказать решающее влияние на конечный результат всего технологического процесса. Вместе с тем некоторые операции составляют основу технологии и являются определяющими как в затратах труда, так и при получении гарантированного высокого урожая. К ним следует отнести, прежде всего, внесение органических, минеральных удобрений, а так же их смесей.
Основной задачей технологического процесса внесения удобрений, как известно, является наиболее полное удовлетворение требованиям картофельного растения в питательных веществах во все периоды его роста [18].
Успешное решение этой задачи, как показывает практика отечественного картофелеводства, во многом зависит от способа внесения удобрений и его соответствия биологическим особенностям данной культуры.
К. А. Тимирязев указывал, что «...только изучив законы о жизни, только подметив или выпытав у самого растения, какими путями оно достигало своих целей, мы в состоянии направить его деятельность к своей выгоде, вынудив его давать возможно больше продуктов, возможно лучшего качества» [19].
Известно, что корневая система растений - это аппарат, тонко реагирующий на все изменения в размещении питательных веществ в почве. Будучи связано с почвой, растение стремится развить максимально возможную поверхность соприкосновения корневой системы со средой, из которой оно получает пищу
Картофель - одно из интереснейших, культурных растений. По биологическим свойствам картофельное растение существенно отличается от большинства сельскохозяйственных растений. Обусловлено это рядом особенностей, выработанных в процессе исторического развития этой культуры. Важная особенность биологии культурного картофеля -вегетативный способ размножения.
Известно, что картофельное растение очень чутко реагирует на изменения внешних факторов среды обитания, к которым прежде всего относятся свет, тепло, вода и элементы питания.
При выращивании картофельного растения из клубней, необходимые для его роста влагу и питательные вещества оно черпает из трех «кладовых»: сначала из материнского клубня, затем с помощью корней из почвы и, наконец, с появлением зеленых листьев - из воздуха. Значение корней молодого ростка при прорастании клубня весьма велико. Если нет условий для нормального роста корней после посадки клубня в почву, то не могут появиться и всходы. Хотя материнский клубень и содержит значительное количество пластических веществ для питания молодого ростка, но без веществ, перерабатываемых корневой системой, всходы не появляются. Это обстоятельство придает корням на первых порах развития нового растения особое значение [20].
По данным многих исследователей, корневая система картофеля охватывает объем почвы почти в 1,4 раза меньший, чем корневая система ячменя, и в 2,2 раза меньше, чем корневая система сахарной свеклы. Это значительно повышает требовательность картофеля к условиям минерального питания и водопотребления.
Корневая система картофеля по отношению к массе всего растения меньше, чем у многих других сельскохозяйственных растений, на что обратил внимание еще И.А. Стебут. По данным научно - исследовательского института картофельного хозяйства (ВНИИКХ), сухая масса корней картофеля составляет только 3% массы надземной части и 8% сухой массы листьев.
Картофель является культурой рыхлых почв. Эта потребность является так же его биологической особенностью.
Столоны картофеля состоят из относительно крупных клеток и обладают недостаточной способностью раздвигать почвенные частицы и противостоять механическим воздействиям. Тем более это относится к растущим клубня, для нормального развития которых необходимы значительные пространства.
Анализируя биологические особенности картофеля можно сделать вывод, что он является одной из наиболее требовательных культур к питательным веществам почвы и ее механическому составу.
Поскольку картофель является пропашной культурой, требующей большого числа механических обработок, особенно остро встает вопрос поддержания бездефицитного баланса гумуса - важнейшего источника питательных веществ (азота, подвижных форм фосфора, калия и микроэлементов) [17].
Технические решения при разработке перспективной конструктивно-технологической схемы дозирующего устройства
На основании анализа патентной и периодической литературы нами были предложены следующие конструктивные решения рассматриваемого вопроса [45, 46, 47].
Аппарат содержит бункер 1 (рисунок 2.1) с выгрузным окном для сыпучих удобрений и дозатор, включающий дозирующие ковши 2 с цапфами 3, 4. Цапфы 4 выполнены пустотелыми, что позволяет им поворачиваться относительно друг друга в подшипниках скольжения (втулках) 5. Цапфы установлены на бункере в подшипниках качения 6. На концах каждой из них жестко монтируются рычаги 7, которыми они посредством планок 8 соединены с параллелограммным механизмом 9. Последний содержащит возвратную пружину 10, установленную на стержне 11, перемещаемом в направляющей 12. Стержень 11 шарнирно соединен с якорем 13 электромагнита 14, который имеет электрическую связь 15 с концевым выключателем 16 блока управления 17. Блок управления 17 включает в себя диск 18 с пазами 19, в которых установлены концевые выключатели 20. Диск 18 жестко закреплен на приводном валу 21 сеялки. Питание блока управления осуществляется от электрогенератора двигателя трактора.
Дозирование удобрений происходит следующим образом. Из бункера 1 удобрения под действием сил гравитации поступают в загрузочную полость ковшей 2. По мере вращения приводного вала 21 с диском 18 концевые выключатели 20 последнего взаимодействуют с концевым выключателем 16, соединенного электрической связью 15 с электромагнитом 14. Взаимодействуя, выключатели 16 и 20 замыкают электрическую цепь электромагнита 14. Происходит втягивание якоря 13, который через стержень 11 воздействует на параллелограммный A-A
Рисунок 2.1. Конструктивно-технологическая схема порционного высевающего аппарата сыпучих удобрений (а.с. № 2213440): 1 - бункер; 2 дозирующие ковши; 3, 4- цапфы; 5, 6- подшипники; 7- рычаги; 8 - планка; 9- механизм параллелограммный; 10 - пружина возвратная; 11- стержень; 12-направляющая; 13-якорь; 14-электромагнит; 15-связь электрическая; 16, 20- выключатели концевые; 17 - блок управления; 18 - диск; 19- пазы; 21- вал приводной. механизм 9 аппарата. Одновременно происходит сжатие пружины 10 и поворот дозирующих ковшей 2 через планки 8 и рычаги 7. При повороте ковшей 2 происходит отсечение порции удобрений, находящихся в бункере 1, и одновременно ее выгрузка. ;.
Отсеченная порция удобрений под действием сил гравитации транспортируется на поверхность почвы. По мере удаления выключателей 20 от концевого выключателя 16 электрическая цепь электромагнита 14 размыкается и под действием пружины 10 ковши 2 возвращаются в исходное положение. Далее процесс повторяется.
Корректировка, времени начала выгрузки порций удобрений осуществляется перемещением концевых выключателей 20 в пазах 19 диска 18.
Достоинством данной конструкции является возможность обеспечения: высокой степени локализации порций удобрений, определяемая применением элементов автоматических систем управления, которые так же позволяют упростить привод аппарата.
Недостаток конструкции определяется низкой точностью дозирования минимальных доз, так как в этом случае уменьшается загрузочное окно, что ухудшает поступление удобрений в дозирующие ковши, либо приводит к его полному прекращению.
Для устранения недостатков, выявленных в предыдущей конструкции, был предложен порционный высевающий аппарат барабанного типа; (рисунок 2.2).
Аппарат содержит бункер 1, примыкающий к его выгрузному окну и вращающийся вокруг оси 2 барабан 3 с эластичной оболочкой 4. К оболочке 4 закреплены внешние плунжеры 5, относительно которых перемещаются внутренние плунжеры 6. Внешние плунжеры 5 движутся в направляющих 7 под действием возвратных пружин 8, опирающихся на фланцы направляющих 7. Аппарат так же содержит механизм управления, который в предлагаемой конструкции выполнен в виде беговой дорожки 9 с
Конструктивно-технологическая схема порционного дозирующе-распределительного устройства
Точный гнездовой способ внесения ВК, а также их смесей с минеральными, согласно агротехническим требованиям, характеризуется следующими выходными оценочными критериями технологического процесса: интервалами между центрами высеянных гнезд tn (рисунок 3.1), v массой порции удобрений Ощ, шириной В и длиной гнезда 8 [56]. —- Р 1 і . . 8 1, а CQ tn Рисунок 3.1 Схема размещения удобрений вдоль посадочной борозды
Количество удобрений, высеваемых в гнездо, в общем случае определяется конструктивными особенностями и режимными параметрами дозирующих устройств высевающих системы.
Равномерность распределения интервалов между гнездами и компактность последних зависят от ряда факторов, основными из которых являются физико-механические свойства удобрений, их начальная скорость и не одновременность сбрасывания их высевающими аппаратами (в. механических желобчато-ленточных аппаратах неравномерностью разгрузки желобков).
Как известно, соблюдение агротехнических требований при работе посадочных машин обеспечивается посредством управления качеством технологического процесса. Основные параметры технологического процесса внесения удобрений предопределяются: качеством подготовки удобрений, точностью регулировки и настройки технических средств, выбором схемы и режимов работы агрегата. Эти показатели могут быть оценены количественно или качественно и поддаются управлению. Для успешного управления качеством технологического процесса необходимо установить зависимость качества распределения удобрений от перечисленных показателей.
В процессе транспортирования к месту внесения в почву-вермикомпоста, обладающего повышенной влажностью, происходит его уплотнение, образование комков, что увеличивает неравномерность распределения от величины установленной агротребованиями. В результате научного поиска с целью повышения эффективности процесса внесения вермикомпоста, была разработана перспективная схема модульного дозирующе-распределительного устройства.
Конструктивно-технологическая схема предлагаемого устройства состоит из бункера 1 (рисунок 3.2) с выгрузными окнами для сыпучих удобрений, в нижней части которого в подшипниковых опорах установлен подающий лопастной шнек 2 и дозирующе-распределительного блока. Последний образован сварной рамой, на которой установлен питательный ковш, примыкающий к выгрузным окнам бункера 1. В нижней части ковша расположен сводоразрушитель-отсекатель 4. К выгрузным окнам ковша 3 примыкают дозирующие транспортеры 5. Они установлены на валах рамы с возможностью перемещения встречно в одной плоскости с одинаковой скоростью. Каждый транспортер образует цепной контур 6, размещенный Рисунок 3.2 Схема предлагаемого порционного дозирующе-распре делительного устройства: 1- бункер удобрений; 2- шнек подающий; 3- ковш питательный; 4- отсекатель удобрений; 5- транспортеры дозирующе-распределительные; 6- контуры цепные;7- звездочки ведущие; 8- звездочки ведомые; 9- ленты несущие; 10- скребки; 11- желобки удобрений; 12- успокоители подпружиненные; 13- заслонки на ведущих 7 и ведомых 8 звездочках соответствующих валов рамы. К звеньям цепных контуров закреплены несущие упругие ленты 9 со скребками 10. Скребок представляет прямую призму, в основаниях которой лежат трапеции, при этом одна из параллельных граней призмы, с большей площадью, прилегает к несущей ленте 9, а другая является вершиной; скребка, две другие образуют формующие грани. Между скребками располагаются желобки 11 для дозирования удобрений. Равномерность дискретного внесения удобрений обеспечивается фиксацией скребков 10 на цепном контуре через звено, когда расстояние между ними равно 2tu(tu- шаг цепи). Цепные контуры, размещаясь на ведущих и ведомых звездочках, образуют криволинейные и прямолинейные ветви транспортеров. При этом они образуют зону загрузки А и зону выгрузки Б. Валы звездочек установлены на раме таким образом, что транспортеры имеют прямолинейные смежные ветви, контакт между которыми происходит по; вершинам скребков, образуя зону транспортирования. Плотный контакт смежных ветвей транспортеров обеспечивается подпружиненными успокоителями 12.
Звенья цепных контуров 6 в зоне выгрузных окон питательного ковша 3 на ведомых звездочках 8 поворачиваются относительно осей шарниров, в результате чего желобок 11 трансформируется, что обеспечивает приращение объема последнего. Приращение объема желобков позволяет обеспечить сжатие порций удобрений формующими гранями скребков при контактировании транспортеров 5 по вершинам последних. Обжатие порций; удобрений позволяет предотвратить преждевременное истечение удобрений при образовании щели между скребками в зоне разгрузки Б, что оказывает существенное влияние на равномерность интервалов между центрами гнезд и компактность последних вдоль посадочной борозды.
Описание экспериментальной установки и порядок проведения исследований
Для проведения лабораторно-стендовых испытаний, как это согласуется с [72], выполняли исследование процессов формирования порций удобрений, транспортирования и распределения их по ходу движения агрегата. Для этого была изготовлена лабораторная установка (рисунок 4.1, 4.2, 4.3). Она состоит из рамы 1, на которой размещен ленточный транспортер 4 (шириной 0,45 м), имитирующий движение агрегата. На кронштейнах 11 рамы над транспортером 4 устанавливается исследуемый образец дозирующе-распределительного устройства, конструкция которого подробно описана в главе 3.
Вращение приводного барабана 5 транспортера и привод дозирующе-распределительного блока 8 осуществляется от мотор-редуктора 2 через редуктор 3 цепными передачами 13, что обеспечивает их синхронное движение (рисунок 4.3). Встречное движение дозирующих транспортеров в зоне формирования порций удобрений и их синхронность обеспечивается цепной передачей типа «гитара» 10.
Технологический процесс формирования порций ВК и распределения их осуществлялся следующим образом. После включения электропривода исследуемый ВК подается в питательный ковш 7, который под действием гравитации заполняет желобки транспортеров дозирующе-распределительного блока 8. Далее происходит формирование единых порций ВК, транспортирование и распределение их на ленте транспортера 4 в - контролировались физико-механические свойства вермикомпоста, на котором проводились исследования; - подготовка установки, приборов и оборудования к эксперименту; - проведение опыта; - оценка качества проведения опыта и обработка результатов.
При подготовке лабораторной установки варьирование скорости движения ленты транспортера 4 проводилось сменными звездочками механизма привода в пределах 0,28...1,9 м/с, что соответствует рабочей, скорости движения агрегата. Скорость движения дозирующе-распределительных транспортеров блока 8 согласно формуле (3.62) зависит от скорости движения агрегата, шага посадки и расстояния между желобками и варьировала в диапазоне 0,2...0,7 м/с. Изменение коэффициента трансформации желобков осуществлялось заменой верхних звездочек блока 8. Варьирование объема дозирующих желобков проводилось заменой скребков соответствующей высоты с интервалом 5 мм, а также изменением ширины питательного ковша.
Каждый опыт проводился в следующей последовательности: - установка и контроль конструктивных параметров. Подбор необходимых значений скорости ленты транспортера 4 и транспортеров блока 8; - включение в работу электропривода; - подача удобрений в питательный ковш 7 и поддержание их заданного уровня; - отключение электропривода; - измерение интервала между центрами смежных гнезд и их длины; - сбор и взвешивание удобрений каждого гнезда.
Полученные результаты заносились в ведомости специальной формы и обрабатывались, как это рекомендуется в литературе по статистике [78, 80,81] с использованием программ EXEL и STATISTIKA 6.0 [79].
Все серии опытов проводились с целью экспериментальной проверки выражений (3.5, 3.21, 3.25, 3.82), полученных аналитическим путем, и установления исчерпывающих данных для настройки ДРУ на заданные нормы внесения удобрений.
При оценке процесса заполнения дозирующих желобков использовали коэффициент заполнения, который определяли отношением фактической массы вермикомпоста, снятой с одного гнезда ленты транспортера, к расчетной (по формуле 3.5).
После опыта, удобрения каждого гнезда (рисунок 4.4) последовательно взвешивали с погрешностью не более ± 1 г. Данные заносили в ведомость специальной формы и обрабатывали методом математической статистики [76-78,80,81] в следующей последовательности: - среднее значение X исследуемого показателя, в данной серии опытов, определяли по формуле: где п - количество замеров; - стандартное (среднеквадратичное) отклонение исследуемого признака оср: где 2Дх,- - сумма отклонений индивидуальных значений признака от их среднего арифметического ; - коэффициент вариации (v) (неравномерность распределения удобрений Нк), % вычисляли по формуле:
Результаты проведения первого блока лабораторно-стендовых исследований были получены в виде графических зависимостей и уравнений регрессии, описывающих опытные точки.
Данные, полученные в результате экспериментов обрабатывались с помощью математической статистики на ЭВМ [78-80]. Результатами данной обработки стали уравнения регрессии вида: Y = А0 + АІХ + А2Х2 + А3Х3, (4.4) где Ао, Аь А2, А3 - коэффициенты регрессии, X - исследуемый фактор, Y - критерий оптимизации. Адекватность полученной модели проверялась при 5% уровне значимости по критерию Фишера [82, 83].
Оптимальное значение фактора определялось расчетным путём при решении уравнения регрессии (4.4). Границы оптимального интервала, при котором критерий оптимизации имел наилучшее значение, оценивались графически.
