close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

116

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
J;-2$1ii&
МИНИСТЕРСТВО,СЕЛЬСКОГО,ХОЗЯЙСТВА СССР
МОСКОВСКИЙ-ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА имени В. П: ГОРЯЧКИНА
.
(МИИСП)
На правах
рукописи.
Б Е Л О Д Е Д О В Ч В и к т о р Александрович.
-,•'.-.
У Д К.631.331.032/663.15/
ОПТИМИЗАЦИЯ
ОДНОЗЕРНОВЫХ
ВЫСЕВАЮЩИХ
АППАРАТОВ
. 05.20.01 — механизация5сельскохозяйственного производства'
А в,т.о р еф";е:р а т
диссертации на-соискание ученой степени
доктора технических, наук
Москва — 1985
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЕНЕРОВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
имени В.П. ГОРЯЧКИНА
( МИИСП )
На правах рукопиои
БЕЛОДЕДОВ Виктор Александрович
УДК.631.331.032/663.15/
ОПТИМИЗАЦИЯ ОДНОЗЕРНОВЫХ ВЫСЕВАЮЩИХ
АППАРАТОВ
0 5 . 2 0 . 0 1 - механизация сельскохозяй­
ственного производства
Автореферат диссертации
на соискание ученое степени
доктора технических наук
Москва - I9B5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Работа выполнена в Кашиец-Подольскоы (1УЬ7.\.ii*?-'! гг.) ;•
Ворошиловградскои СХЙ (1У74...1982 г г . ; .
Официальные оппоненты:
академик ВАСХЦШ1, доктор технических лаук
профессор Г.Ы. РУДАКОВ
доктор технических наук
профессор А.А. СОРОК.Ы
доктор сельскохозяйственных, паук
профессор <t.B. ШЩЙШСО.
Ведущее предприятие -Проектно-конструкторскиИ,институт
но почвообрабатывающий и посевным
машинам (г.Кировоград)
2% вихрей 1«8^г. в "уЗ "
Защита состоится
чаоов
на заседании специализированного совета Д.I2U.12.01 по защите
диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Мос­
ковском ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров
сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина (ШЯСП)
по адресу: 127550, Москва, ул.Тимирязевская, д.58, 1ШСП,
Ученый совет.
С диссертацией ыожно ознакомиться в библиотеке института.
Автореферат разослан "2-5JJ&@TQ\ 19й^года.
Учений секретарь Совета
доктор технических наук,
npDieccop
А.П. liCAEB
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы.
В решениях ХХУ1 съезда КПСС и Продоволь­
ственной программы СССР, а также июньского Пленума (1983 г . ) ПК КПСС
поставлена задача в XI-й пятилетке и на период до 1990 г . довести
среднегодовое производство.зерна до 2 3 8 . . . 2 4 3 или.тонн в основном з а
счет повышения урожайности, производство сахарной свеклы - до 1 0 0 . . .
103 млн.тонн, подсолнечника - до 6 , 8 млн.хонн; кроме т о г о , предусмат­
ривается резко повысить урожайность в с е х пропашных к у л ь т у р , которая в
значительной мере определяется равномерностью распределения семян при
п о с е в е . Однако существующие посевные машины распределяю! семена вдоль
рядка недостаточна равномерно, что обусловлено несовершенством теории
их рабочего процесса и методоа технологического расчета. Детерыированные цатематические модели не позволяли предсказать результаты распре­
деления семян вдоль рядка. Актуальной проблемой оовреценной земледель*
ческой механики я в л я е т с я переход к разработке и широкому применению
неханико-нахемахического и стохастического моделирования процессов ра4
бохы сельскохозяйственных машин и оптимизации их параметров на основе
методов теории планирования экстремальных экспериментов. •• ••'
Цель работы. Р а з р а б о т а т ь научные основы комплексного и с п о л ь з о в а ­
ния методов механико-математического и стохастического моделирования.
процессов дозирования и распределения сыпучих нахериалов, выполняемых
сельскохозяйственными машинами, на примере одвозераовых высевающих
аппарахов.
?
Задачи исследований. Разрабохахь общую меходику построения меха-.
нико-махемахических tt стохастических моделей процессов продольного р а с ­
пределения сеыян однозерновыми высевающими аппаратами различных типов,
применить э х у методику к исследованию наиболее распространенных а п п а ­
р а т о в , оптимизировать их параметры. На основе результатов моделирова­
ния усовершенствовать.конструкции рабочих органов посевных машин,.про­
и з в е с т и практическую реализацию результатов исследования.
Объекты исследований. В качестве основных объектов исследовались»
- рабочие органы серийных пропашных сеялок СУПН-8, CCT-I2A,
СКНК-8 и д р . ; ;
- различные.экспериментальные высевные устройства;
- процессы отражения семян пропашных культур от различных п р е г ­
рад.
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Методы исследований. В аналитических исследованиях широко
использованы теории вероятностей и случайных процессов. Основное
внимание уделялось получению зависимостей, связывающих конечные
Результаты распределения семян с параметрами, характеризующими
свойства оемян, среды и аппарата. Экспериментальная часть работы
выполнена в лабораторных и полевых условиях на специальных установвех и макетах машин, наиболее важные технологические процессы вы­
сева изучались при помощи скороотной киносъемки. При этой проверя­
лась достоверность аналитических зависимостей и рекомендаций. Широ­
ко использованы методы планирования экстремальных экспериментов.
Научная новизна исследований состоит;
- в разработке теоретических основ повышения равномерности
распределения семян при однозерновом высеве, включающих комплекс
законченных исследований о обоснованием оптимальных параметров ра­
бочих органов и методы их технологического расчета;
- в моделировании процессов высева в виде полиномов второго
порядка, позволившие произвести оптимизацию наиболее распространен­
ных высевающих аппаратов для кукурузы, сахарной свеклы, подсолнеч­
ника;
- в разработке конструктивных и технологических схем однозерновых вывевающих аппаратов, пунктирных и широкополосных сошников,
приборов для изучения распределения крупных семян в почве, принци­
пиальную новизну которых подтверждают 24 авторских свидетельства
на изобретения;
- в обосновании новых перспективных направлений исследований
процеооов точного высева.,
Практическая ценность работы состоит в том, что в ней выпол­
нены расчета процессов залолнення ячеек, движения семян по семяп­
роводу в в борозде о учетом свойств семян, аппарата и среды; раз­
работана метода оптимизации и расчета оптимальных параметров рабо­
чих органов, позволяющие повысить равномерность распределения семян;
изложены основы принципе-^ синтезирования новых рабочих органов,
обеспечивающих более равномерное распределение сыпучих материалов
вдоль рядке И по площади.
•••••'•. Реализация результатов исследования. На оонове выполненных
исследований разработаны принципиально новые однозерновые аппараты,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
широкополосные сошники и установки для изучения процессов высева.
Производственные посевы кукурузы сеялкой СКНК-8 с экспзримантальным аппаратом по а.с. te 535044 дали прибавку урожая зерна в 14,4
ц/га с площади ВО,9 га, а сахарной свеклы - 107,7 ц/га с площади
163,6 га, посевы зерновых сеялкой СЗС-2,1 с экспериментальными сош­
никами дали прибавку урожая в 3...6 ц/га на площади 383 га. Уста­
новки для изучения процессов высева внедрены в учебный процесс Ворошиловградского и Каменец-Подольского СХИ. Экспериментальные сош­
ники и аппараты демонстрировались на выставках гг.Каменец-Подольс­
кого, Винницы, на ВДНХ УССР, ВДНХ СССР и направлены в отдел выста­
вок МСХ СССР для представления на национальной выставке СССР в ФРГ
и Западном Берлине в 1982...1985 гг. Представленные работы награж­
дены грамотой Каменец-Подольского горкома ВЛКСЛ и серебряной ме­
далью ВДНХ СССР. Высевающий аппарат по а.с. № 535044 исследовался
по хоздоговору в Кировоградском ПКЙ по почвообрабатывающим и поаевным машинам, успешно прошел ведомственные испытания и принят к внед­
рению. Результаты исследований и технологические схемы приниципиально новых высевных устройств используются в Кировоградском ПКИ при
проектировании аппаратов пропашных сеялок о оптимальными парамет­
рами. Так* в успешно прошедшей государственные и юирокив хозяйст­
венные испытания сеялке СКПП-12 основные параметры высевающего аппа­
рата приняты в соответствии с результатами исследования. Годовой
экономический эффект от применения одной сеялки составил 1282 .рубля.
Апробация. Основные положения работы докладывались на научнотехнических конференциях Воронежского (г.Воронвж, 1962... 1965 г г . ) ,
Костромского (г.Кострома, 1965...1968 г г . ) , Каменец-Подольского
(г.Каменец-Подольский, 1968...1974 г г . ) и Воровиловградского сельс­
кохозяйственных институтов (г.Ворошиловград» 1974...1984 г г . ) , Мос­
ковского института инженеров сельскохозяйственного производства
имени В.П.Горячкина (г.Мооква, 1978...1982 г г . ) , на XX Всесоюзной
научной конференции по современным проблемам земледельческой меха­
ники (гор. Москва, 1978 г . ) , на II Всесоюзной конференции молодых
ученых по проблемам кукуруза (г.Днепропетровск, 1978 г . ) , материа­
лы исследования обсуждались на совместном заседании кафедр почво­
обрабатывающих машин и теоретической механики МИИСПа (г.Мооква,
IS84 г . ) , ил научно-техническом совете ПКИ по почвообрабатывающим
и посевным машинам (г.Кировоград, 1У85г.).
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Публикация розультатов исследований. ОСНОВНОЙ содержание
диссертации изложено в 59 печатных работах, опубликованных в жур­
налах "Тракторы и сельхозмашины", "Механизация и электрификация
сельского х о з я й с т в а " , "известия в у з о в . Машинист роение", "Шсник
с - г науки',' "Бюллетень изобретений", в научных трудах 'ХИСПа, В о ­
ронежского, Костромского, Харьковского, Кишиневского СлИ и других
изданиях.
•
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 14 г л а в ,
заключенных в трех разделах, общих выводов, списка литературы и
приложений. Диссертация изложена на 555 страницах, из которых на
296 с т р . изложен т е к с т , на 80 с т р . помещено 106 рисунков, на 8 с т р .
помещены 29 таблиц, на 23 с т р . - список литературы, включающий
269 наименований, в т . ч . 31 иностранных, и на 140 с т р . - приложе­
н и е , состоящее из 59 таблиц, 13 рисунков и 26 документов о в н е д ­
рении. •
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
I . Механико-математическое моделирование процессов
дозирования
В соответствии с обзором основных работ в ооласти сфор­
мулированной проблемы, включающем роботы Г.М.Рудакова, Ф.В.Гри­
ценко, Ю.К*Киртбая, В.С.Басина, А^А.Будагова, С.В.Кардашевского,
C A . U a и д р . , определившим задач-к исследований, в первой главе
произведено моделирование процесса западания зерна в ячейку. Дис­
п е р с и я ? ^ интервалов между семенами в рядке определяется диспер­
сией перемещения £
зерна вдоль рядка за время посева, впервые
введенного в рассмотрение а в ! >ромг
^ -
X, +Х, +Г,+У,,
(I)
г до: «$!% > *Сг , vCt - перемещение зерна вдоль рядка за время
западания в ячейку, движения по семяпроводу и сошнику соот­
ветственно; =$• - длина перекатывания зерна по дну борозды.
Дисперсии е8>г , 3)л интервалов и перемещения связаны со­
отношениями (по СП. Кардашевскому):
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Западание зерна в ячейку может быть разделено на четыре фазы:
подход к ячейке, плоское ДЕИкение по кромке ячейки, опускание в
ячейку под действием силы тяжести, движение запавшего зерна в ячей­
ке. Процесс скользения зерна по кромке ячейки описываетс'я системой
уравнений длп плоского движения (рис. 1,а) без учета давлений со
стороны окружающих семян, впервые предложенной нами:
( з а м е н я й с я f?e/;#tfyfc»I), где:
Л1 - масса зерна; <£ , jC ускорение центра масс зерна по оснм Х,У;
f
- угол наклона
продольной оси зерна к горизонту; О? = jjrfo+fjL
момент инер­
ции зерна; *Af - нормальная реакция на зерно со стороны кромки
ячейки диска; £~ = fJI/~
- сила трения; „± & - плечо действия
силы
. Решение (3) имеет вид:
f^« —с, где: £.—
- ускорение тяжести;
& - линейная скорость движения ячейки;£- время процесса. .
'
Западание шаровидного семени в наклонную ячейку (аппарат
сеялки CCT-I2A, рис.1,6) и присасывание зерна к вакуумному отверстию
диска (аппарат сеялки СУГШ-8, рис. 1,в) описывается аналогичными
уравнениями; особенности процессов учитываются постоянными коэффици­
ентами. Для проверки положений теоретического анализа производилась
скорастная киносъемка западания зерна кукурузы в ячейки диска аппа­
рата сеялки СКНК-8, обработка кинограмм подтвердила их правильность.
Линейная скорость вращения диска аппарата сеялки СУПН-8 (рис.- 1,г)
может ограничиваться временем присасывания семени к вакуумному от­
верстию и его "сходом" с отверстия при движении в слое семян; рас­
четы показали, что скорость диска ограничивается последним.
2.
Работа дозаторов как случайный процесс
Показано, что по известной детерминированной зависимости па­
раметра от аргументов может быть определен его стандарт путем линеа­
ризации функции. При этом по методике, впервые предложенной автором,
опредзлсно долевое (относительное) плияние того или иного раооеивакщего фактора на дисперсию параметра.
Вероятность Pj загтдапия зерна в ячейку диска при единич­
ном контакте определена при пемощи метода деревьев логических воз7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. I. Схемы к
исследованию про­
нес с он :
а) плоского дви­
жения продолгова­
того семени при
заполнении горизон­
тальной ячейки;
б) плоского движе­
ния шаровидного
. семени в наклон­
ную ячейку;
в) присасывания
продолговатого се. мени к вакуумному
отверстию высеваю­
щего диска пневмомеханического дозатора сеялки СУШ1-8;
г) "срыва" присосавшегося семени с вакуумного отверстия высевающего
диска пневмомеханического дозатора соялкя СУПН-8.
можностей (ДЛВ), впервые примененного нами. Сущность метода основана
на представлении закона распределения первичных отклонений в дискрет­
ном виде.
Установлено, что эффективность работы дозатора определяется
не только вероятностью Pj, но и числом 71 семян в зоне заполнения,
обладающих способностью к западанию (то есть расположенных своей длин­
ной осью параллельно ячейке и находящихся в незащемленном состоянии
над ячейкой). Величина П- обусловлена вероятностью Pg пересечения
зерном линий,' ограничивающих круговую полосу, содержащую ячейки, най­
денной по следствию задачи Бюффона, и вероятностью Р^ выпадения зер­
на на эту полосу из объема семян длинной и узкой гранью параллельно
длинной стороне ячеек; число ть выражено через конструктивные и рехншше параметры дозатора.
• По вероятности Рт и числу ft
, рассматривая заполнение как
пуассоновский процесс, определены основные технологические параметры
дозатора: вероятность Р6 заполнения ячейки одним зерном, необходимая
длина зени заполнения, вероятность Рг, выхода ячейки из зоны заполнения
пустой, вероятность педачи диском хотя бы одной яче'Лки с двумя зерна­
ми, гарная-ксэМ'кц;:енту пк: члене 'Z
в разложении производящей функ-
е
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ции, и коэффициент заполнения ячеек диска.
При принятой соответствии (величина
71
- число каналов
обслуживания, а поток пустых ячеек - это поток требований на обс­
луживание), зона заполнения ячсиетогдископого дозатора рассмотре­
на как система массового обслуживания (СМО) смотанного типа (при
наличии ограничения на время оотдапия ячейки в очереди или на чис­
ло ячеек в очереди). Процесс заполнения ячеек принят дискретным и
марковским, который характерен тем, что параметры его будущего сос­
тояния зависят только от настоящего'!! не зависят от прошлого. Раз­
работан граф состояний зоны заполнения однозе рнового дозатора о
указанием плотностей потоков событий, переводящих систему из однвго
состояния в другое, и составлена система дифференциальных уравнений
для вероятностей состояний при установившемся режиме работы дозато­
ра. Эта система решена с использованием нормирующего условия JE<^!c=
= I (P - вероятность того, что в зоне заполнения занято ровно К
каналов) и системы рекуррентных уравнений:
,
где: о р - вероятность того, что ие занят ни один канал; '
X - плотность потока ячеек; ^
- величина, обратная вре­
мени заполнения (обслуживания) ячейки.
Технологические показатели дозатора выражаются через табу­
лированные вероятности ел* , iM ° использованием гамма-функции
S"(x)=- Те'Т *~'Ut
для целого (Г : .
• eg'- -
ел -
*<*"*
1
— ;
<Jr ( Oi
"о
<Г)
где: <jP(tl+S) - вероятность того, что в системе асе каналы заняты
и «Г заявок находятся в очереди; <£ , (Г , f -коэффициен­
ты, постоянные для заданных условии работы.
Анализ зависимостей ( 3,4,5 ) показывает, что проблема ин­
тенсификации процесса заполнении нчеек однозерновых дозаторов может
быть решена за счет повышения вероятности западания зерна при еди­
ничном контакте, уменьшения врсыони западания и повышения числа семян»
обладающих способностью к занаданию.Реализация первых двух способов
У
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
осуществлена в предложенных конструкциях дозаторов, принципиальная
новизна которых подтверядена 11-ю авторскими свидетельствами на изоб­
ретение.
3. Дробление зерна отражателей
Возможность дробления зерна впервые определена с учетом дина­
мических нагрузок, возникающих при вращении диска. Анализ движения
зерна в ячейке показал, что рычаг отраиателя поднимается по заклинив­
шемуся зерну в том случае, если последнее западает в ячейку халазальным концом вперед, и в ячейке имеется второе зерно. В работе приведе­
ны числовые характеристики распределения угла поворота, угловой ско­
рости и углового ускорения рычага отражателя, определенные при помощи
скоростной киносъемки. Давление рычага отранателя на зерно определя­
ется путем решения динамического уравнения его вращательного движения
для точек А и В; для аппарата с горизонтальным диском эти давления
имеют вид:
где: У , £ , £ ,$ tJ3f,S t С ,J[ , ¥*£,&,
сЯ? - параметры,
постоянные для данной конструкции отранателя.
4. Подача семян дозаторами
Процесс подачи семян ячеисто-дисковым дозатором в семяпровод
впервые рассмотрен о учетом размеров и формы зерна, воздействия вы­
талкивателя и плоского движения зерна при скольжении по кромке высев­
ного окна. Плоское движение зерна из ячейки диска в высевное окно опи­
сано уравнением
> - f, ex't
czex*t
£t +<Sf,
(?)
где: Cf , Сг t -*V 1 -** • «^ **M - коэффициенты, постоянные для дан­
ных условий работы; Р - угол поворота продольной оси зерна;
t - время процесса.
1С
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расчет показал, что при скоростях диска 0,2...ОД и/с зер­
но при выпадении в ячейку подвергается воздействию выталкивателя;
скорость диска, при которой зерно выпадает без его воздействия,
равна 0,108 м/с.
Скорость диска, при которой выталкиватель отрывается от фас­
ки в ее начале: j£**° = 1,12 м/с. При погружении в ячейку выталки­
ватель встречается с кромкой задней стенки ячейки диска; уравнение,
определяющее время 1ц» погружения, имеет вид:
При опускании выталкивателя в ячейку зерно поворачивается
против часовой стрелки, и оно движется вдоль выталкивателя по за­
кону: х~ с3 е%%-с* е~г*-Аг
, где о , с« , г , я г козффициенти, определяемые движением диска и выталкивателя.
Параметры выхода зерна.из ячейки зависят от того, касается
зерно в момент выхода задней стенки ячейки или нет; условие каса­
ния имеет вид: г££>«£"«£» в ДXCof'at —«С , гдвс& — Sn - сме­
щение зерна влево, за счет перемещения по выталкивателю.
Параметры шхода зерна определены численно; уравнения ре­
шались приближенно по методу касательных (Ньютона); скоростная ки­
носъемка подтвердила правильность теоретичеового анализа процесса
выхода семян. Для сеялки СУПН-8^начальные условия выхода семян из
дозатора имеют вид: ЯГР"* О, •XQ-1%CpJ°(t*jfif* %S*ttc£t где ot2- центральный угол, определяющий положение точки схода семян с
вакуумных отверстий.
Стабильность параметров выхода сеияк из ячеисто-дискового
дозатора определена при помощи метода линеаризации функции; число­
вые характеристики распределения горизонтальной составляющей ско­
рости выхода получены путем обработки кинограмм скоростной ки­
носъемки. Возрастание дисперсии параметров выхода с увеличением
скорости диска говорит о несовершенстве дозатора с горизонтальный
диском.
'. •
Ь.
Движение зерна от дозатора до дна борозды
Падение зерна по семяпроводу описано при помощи приближен­
ных дифференциальных уравнений второго порядка, допускающих точ­
ное решение, что позволяет определить дисперсию параметров дви­
жения. Сопротивление воздуха влияет не только на математическое
II
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ожидание параметров движения зерна, но и на их вариацию; боковое
смещение семян вызвано эффектом Магнуса - вращением их под действи­
ем боковых аэродинамических сил, обусловленных неправильностью фор­
мы семян; колебание времени движения обусловлено изменчивостью ис­
тинного (мгновенного) коэффициента С$ аэродинамического сопротив­
ления, который может быть представлен как функция: Ct- =^/c^Pg,<^t,^/,
где t^g—
3LGJ^T
- число Рейнольдса;с/%«= ~
- число НаTT&i
а.
t ^ =
- число Фруда; ССГ - линейный размер зер­
на (эквивалентный диаметр); It - скорость распространения звука в
воздухе); /* - кинематический коэффициент вязкости воздуха; 1?" скорость потока воздуха,
Удары семян о стенки семяпровода и другие детали увеличива­
ют рассеивание их вдоль оси рядка. Отклонение семени от расчетной
точки выхода из семяпровода обусловлено вертикальным (94,6...96,3%)
и продольным рассеиванием. Приближенные уравнения, описывающие дви­
жение зерна в воздухе, имеют вид: •
* -„-£: fa (*+ а;/с* t^et>iЫ)>
Л ЛГее
где X , ^ - абсцисса и ордината траектории движения зерна; Л,
С - коэффициент парусности и критическая скорость витания зер­
на; <Хх> ••£»-- - коэффициента, введенные для интегрируемости урав­
нений; & t Jt ~ М°ДУЛЬ и УГ9Л наклона к горизонту вектора ско­
рости выхода зерна из дозатора; ^ - время давления.
Для сеялки СУПН-8 при помощи дисперсионного анализа было
определено долевое влияние окружной скорости высевающего диска, коэф­
фициента парусности и критической скорости витания семлн кукурузы на
общую дисперсию дальности полета зерна (рис.2). Из графика видно,
что дисперсия дальности полета растет с увеличением скорости диска
от 0,449:Ю - 2 до 28,85:д.0~2 см2 и определяется, в основном, влияни­
ем скорости диска, причем это влияние растет от 39,18 до 92,89^5.
•**•
J—»*
Ь''
I
I
«
<.«-/•
Рис.2. Зависимость долевого влия­
ния основных рассеивающих факторов
- при высеве пневмомеханическим до­
затором сеялки СУПН-8 от скорости
вращения диска: I - скорости враще­
ния диска; 2 - коэффициента парус­
ности сеиян кукурузы; 3 - критиIZ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ческой скорости витания семян кукурузы.
ь. Движение зерна в борозде
Упругий удар зерна о дно борозды описан с учетом мгновенного
трения по его влиянии на касательный импульс и на касательную скорость
отражения. При абсолютно неупругои ударе на основании теоремы об из­
менении главного момента количества движения системы материальных то­
чек в приложении к мгновенным силам определены угловая скорость <f,
вращения и линейная скорость U движения зерна после удара о дно
борозды, впервые рассмотренного нами по схеме внезапного закрепления:
Хи)-т
0^-z*—
^
&и
t
>—-—-
и-а>У*Ъ#*:,-
(10)
где:
~& , JX - моменты инерции зерна относительно центра масо и
точки удара: «> - угловая скорость вращения зерна до удара;
М- - линейная скорость движения центра масо зерна до удара.
Анализ кинограмм скоростной киносъемки процесса отражения се­
мян кукурузы и сахарной свеклы от почвы показал, что для конкретного
семени характер отражения определяется случайными взаимодействиями
его с комочками почвы в точке падения. "
Профиль борозды впервые определен из условия движения отра­
женного зерна в вершину угла раскрытия борозди независимо от коор­
динат, точки падения:
•
х^схС* +Vx*+S) .*,.
(П)
где ^"(pfot
i °* t «/* - соответственно углы падения и
отражения;
С - постоянная интегрирования; 2-** -w.'
Параметры заделывающих органов сеялки должны обеспечить
фиксацию семян на дне борозды почвой, осыпающейся с ее стенок, и
почвой, перемещаемой заделывающим органом; вероятность одновременной
фиксации:
' •
• • **4М-0Г^)#Гф)?Га$).:
где:
т.
Д£ -допустимое отклонение величин £ , Cf , iz \ { , £«, tt
- время движения семени от дозатора до дна борозды, почвы со
стенок борозды и почвы, перемещаемой катком, до точки падения
семени;
Ф - функция Лапласа.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для исследования движения семян на дне борозды предложены
установки,-принципиальная новизна которых защищена тремя авторскими
свидетельствами на изобретение. На основе предположения о случайном
характере распределения семян по площади поперечного сечения семяп­
ровода, подтвержденного результатами теоретического и эксперимен­
тального исследования, разработаны конструкции сошников, принципиа­
льная новизна которых защищена 10-ю авторскими свидетельствами на
изобретение.
? . Обцие закономерности распределения семян
и растений в рядке
• Вероятность возникновения инверсий (нарушений очередности
конечного распределения и исходного потока семян) определяется, по
С В . Кардашевскому, вероятностью попадания величины if =«J£-j^7or
в интервал от вГв
до с о
где ФС0*0)^
(интеграл Эйлера-Пуассона);
0
- табулириванная
функция Лапласа.
Общая неравномерность * Jfn
распределения семян вдоль рядка опре­
деляется составляющими: , Т/л *• Zn -f-<Sfc •*• ^
, где &п - в к л а д ,
ооусловленный: случайными некоррелированными факторами; с&н. .- доля,
вносимая детерминированными (неслучайными) факторами;- ^
- вклад,
вносимый коррелированными случайными факторами.
В соответствии с этим впервые была разработана методика опре­
деления составляющих оощей дисперсии интервалов между семенами; пос­
ле определения математического ожидания и дисперсии вычислялась вы­
борочная корреляционная функци-, затем производилась оценка спектра­
льной плотности и определялась дисперсия мгновенного распределения,
после чего.находились довесительные интергалы дисперсии мгновенного
распределения.'Опыты оыли реализованы в почвенном канале при высеве
кукурузы секциями сеялок ы\НК-8 и СУПН-8;-расчеты производились на
' ЭВ1Г"Наирй-2и; в результате было установлено, что доверительный ин­
тервал 6^fM
перекрывает ^ " Д . то есть в опытах общая дисперсия
рассеивания статистически равна мгновенной дисперсии. Отсюда мокно
заключить, что общая неравномерность интервалов обусловлена чисто
случайными факторами.
''•'•'."Распределение семян вдоль рядка не сохраняется с течением
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
времени, так как 'ряд факторов (полевая всхожесть, гибель растений
при обработках и т . д . ) приводит к искажению числовых характеристик
распределения семян; связь между числовыми характеристиками распре­
деления семян и растений определяется соотношениями, впервые пред­
ложенными автором:
.
_
Л*^
<Р - полевая всхожесть; </С^7;&ГXJ,^А^А<^fxj,
0~Г«/
- математическое ожидание и стандарт интервалов мекду семенами
и растениями; с*г , у5г , Ым , /Звя - теоретическое HJyULne~
риментальное значения коэффициентов о£ , А / X**- —»/-к1 »
Для проверки (1*0 производился высев на ленту стенда семян
кукурузы аппаратом с горизонтальным диском; часть семян окрашивалась,!
что имитировало их невсхожесть. Полученные данные обрабатывались на
ЭВМ "Наири-2", сравнение опытных и теоретических зиачекий коэффи­
циентов ai
, А показало их достаточное совпадение.
где
8. Оптимизация работы пневмомеханического
л
""
дозатора
В качестве функции отклика использовался коэффициент " з а полняемости" вакуумных отверстий высевающего диока^/**jp* ( ^е количество поданных аппаратом семян; -Я"»
- количество вакуумных
отверстий); в качестве факторов, влияющих на "заполняемооть" отвер­
стий диска дозатора сеялки ОШН-8, были приняты: •£> (%•) ~ толщина
основания диска,
Xjf^)линейная скорость вращения диска;
- диаметр вакуумных отверстий; их уровни варьирования при ротата-'
бельноы планировании второго порядка обеспечивали технологическую
райотоспосооность аппарата; эксперименты были реализованы на уста­
новке, состоящей из дозатора сеялки ОУПн-й, улавливателя семян и
регистрирующей аппаратуры. Опытные данные обрабатывались по извес­
тным соотношениям теории планирования экспериментов; при этом оп­
ределялись дисперсия воспроизводимости, критерий ^> К охрана для
проверки гипотезы оо однородности дисперсий, коэффициенты регреосии,
их дисперсия, критерий t9
Отьюдента для определения значимости
коэффициентов, к р и т е р и й ^ Фишера для определения адекватности
модели. В результате впервые получена .адекватная модель подачи
семян кукурузы (в кодовом обозначении):
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
У х = 0,8081 + 0,0276Xj - 0,I8I3X2+ 0,0486X3 +0,026«c| -
(15)
Из графиков на рис.. 3, а,б,в видно, что при увеличении -xf fa) отк­
лик слабо возрастает (при значениях других факторов, равным нулю),
при росте Х»(1%) функция yf
падает, а при увеличении *j (oZ>)w£кликч yt
сначала растет, затеи уменьшается; максимальное зна­
чение \
lft
наблюдается при £j = 0. По (15) определялись коор­
динаты особой точки плана эксперимента путем квантования независимых
переменных:
- 0,057«c| - 0,2X§ + 0,I58X2X3
Уц.= 1,02065 Х1еГ . Х2<г = -1,682;
Х^Т = -OfWl'
(16)
"Почти.стационарная"область описана каноническими уравнениями,
полученными при помощи.двумерных сечений (рис. 3,г).
9. Оптимизация движения семян от дозатора до дна
борозды при высеве экспериментальным высевным
устройством
Для того чтобы исключить влияние особенностей того или ино­
го дозатора, опыты были реализованы яа установке, в которой высев
семян на лепту основного транспортера осуществлялся при помощи до­
полнительного транспортера с пакленными на его ленте ячейками для
семян.
Рис.3. Изучение за­
- *
*<^1 ЦТ Т "
висимости £щ •
*
"'ЛТ
•*"t^«
V
>
II
.
«» -f
« М -«.и»
• .%-. м м
7Т~,
*ч
~2
/
TL
"К
(
4*1
>44
-Г *
г—~
J Ki
t"«
'ur"
- t M l -«.
' • •
<мчА
«ь::-.
«-—
^
\
•
V
1,682 - W H ^ t / f t r # .
/V» )i г) двумерное
сечение (линии рав­
\
¥Щ * - .
• • ' . • - • •
; •
(значения остальных
факторов равны:
-1,682 для gt.f
,
;
/fc* ' У'*
°~
Для ftt •/&•/£,>
«.«
111»
ного выхода) поверхности отклика
при- Д ^ , • - 1,682.
'
. *# г/
.#
ш
#
'
Л?,(
иЛ • *
а) У* *УГ*,Л
б) У* ~SfrV;
в) & =Sfr$)
• ' • : . . •
;
[
S (
уг
и
.
•
*f, хг
•*j ) по х2,х3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Исследовались факторы: Xffii), 3"t(ft>J - высота и диаметр семяпрово­
да, Х3( %) - скорость подачи семян в семяпровод? Хч(1%)- скорость
движения ленты основного транспортера. Уровни варьирования факторов
устанавливались по матрице ортогонального планирования второго по­
рядка; в качестве функции отклика использовался коэффициент вариации
интервалов между семенами, выраженный в долях единицы: yt •'•» -*~ и
число л?" инверсий сеипн кукурузы на IOO интервалов: X *£££?!
%/
а результате впервые получена адекватные модели:
*Л
У2 = 0,3275 + 0.0V76XJ - 0,0323Х2 + 0,059Х3 - 0,0598Х4 - 0,0469ХА +
+ 0 , 0 3 4 « | + 0,0483XjX 3 - O.OWSXgX^ ;
(I?)
JC ш - 0,5I65X2
Особая точка плана экспериментов определена путем квантования
независимых переменных:
. .
yis -сою?;
£>*,. »-1 ( шг;
XsS*iJt#-a%g±it*wi.i
10. Оптимизация движения семян по семяпроводу
при высеве дозатором с горизонтальным диском
Высевалась кукуруза "Днепропетровская-247" третьей фракции,
варьировались факторы: JCtCfi) »Х^СЛ-)- диаметр и высота семяпрово­
да, Л^<Г/-лмневная скорость в ращения'высевающего диска по матрице
ротатабельного планирования второго порядка; скорость ленты стенда*
на которую производился высев, была принята постоянной и равной 2;0
м/с. В результате обработки данных получено регрессионное уравнение!
^
•• ' -
= О.бОаЗ - 0,0604Xj + 0,0589Х3 + 0,335Х|
(18)
Координаты особой точки плана экспериментов, найденные мето­
дом квантования независимых переменных^ равны:
<?tS = 0,4825
Х,5 = 0,9015; X3i
- - 1,682
I I . Оптимизация движения семян сахарной свеклы до
дна борозды при высеве дозатором с вертикальным
диском . " ' . • •
В качестве рассеивающих факторов были приняты: 2ffltJt
xz(p)
- высота и диаметр семяпровода, Х3(^),
Х^(^,)~
линейные скорости
17
'ч . •'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вращения диска и движения ленты стенда. Высевались семена сахарной
свеклы сорта "Белоцерковская односеыенная-34" фракции 4 , 5 . . . 5 , 5 мм;
факторы варьировались по матрице ортогонального планирования второ­
го порядка; после ииработки данных получена адекватная модель высева:
У4 = уг
= 0,623$ +0,0222
Xf-0,
6f9SSCg*O,1io3T3*P,03g2xXvi)
Из рисунка 4, а,б,в видно, что увеличение факторов Xffit);
X3Ct^)
(при значениях других факторов, равным нуле) приводит к возрастанию
неравномерности распределения семян; при этом линейная скоросчь вра­
щения диска влияет оолее сильно, чем высота семяпровода.
Рис. 4. Исследование
функции отклика у^ =
= У ( xf > хг %xj)\
а) #»• ~/,ГЩ\
б) f, *4Щ; & =
e.w «wax*
«.m 4.v*tx,
ч*на -o.wi
>> «у
)
t
<.«ч
А
«.
= > ^/^ / 1{значения ос­
тальных факторов рав­
ны: -1,4142; д л я ^ , ,
У^'Уы i О - №
У*.* >У** • Я м '
1,4142 Д Л Я ^ , , ^ , ,
У*.дУ*
г) двумерное
»JW ! « « < >
-*•*» -t«n
сечение (линии равно­
го выхода) поверхнос­
ти отклика fa =
/{
X, , Хх . , X, ) по Хг , Xs при Xf = - 1,4142.
Фактор Xz(0)на
функцию ^
влияет криволинейно, при атом
имеется значение этого фактора, лежащее в интервале 0 < Х 2 «^ 0,707,
при котором отклик у+ минимален. Координаты особой точки, найденные
при помощи квантования переменных, равны
X
y w » 0,4221;
1,4241; % = 0.
IJ = vaT
Изучение "почти стационарной" области производилось при по­
мощи канонических уравнений, полученных при помощи двумерных сечений
по Хт
и по X,
IU
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12. Оптимизация движения семян кукурузы и подсолнечника
от пневмоиехзнического дозатора до дна борозды
В качестве рассеивающих факторов были приняты: JfytflJ, £Ct(&Jвысота и диаметр семяпровода; <£$(•$ Xfft%)- линейные скорости враще­
ния высевающего диска и движения ленты стенда; факторы' варьировались
в соответствии с матрицей ортогонального планирования второго поряд­
ка; высевались семена кукурузы сорта "Днепропетровская-г*?" третьей
фракции и подсолнечника сорта "ВНШШ-1646"; после обработки опытных
данных впервые получены адекватные модели • gf
. (для кукурузы) и .
££.
(для подсолнечника):
•
..
У5 =
-дг
= 0,6649+ 0.082IXJ. -0,553Х г + 0,D655X3+ 0,0297XjX2 - 0,0394X^3 + 0.0297XJ-X4 - 0,0*03XgX4;
yg
G= _^_
= 0,8172+ 0,0560Xj. -0,0742Х2+ 0,046?Х3 -0,0836Х| - 0,0522X1 + 0,0234X^2 - О.ОгЗбХ^-Хд
(20) .
Из рисунков 5,6 видно, что при возрастании высоты JCf(%J .
(при значениях трех других факторов, равным нулю) семяпровода про­
дольное рассеивание семян кукурузы и подсолнечника возрастает^ При
этом на рассеивание семян кукурузы этот фактор влияет более йнтен-,
сивно. Диаметр семяпровода Xz(&) H a рассеивание семян обеих куль­
тур влияет различно: с ростом диаметра рассеивание уменьшается, но :
для кукурузы это происходит по прямой, а для подсолнечника - по кри- ',
воЯ. При увеличении скорости Я^^^вращения диска рассеивание с е ­
мян возрастает; от скорости двиззния ленты стенда рассеивание прав-;
тически не зависит. Особые точки планов экспериментов были опреде­
лены при помощи квантования независимых переменных, они имеют коор­
динаты:
'•
У у = 0.32М;
Хиш
X3J
= Хад > - I ;
У6<У=0,ЗУ61;
XIJS
X3<y
=-I;
На рис. 7, а,б
& по Х 1( Х2.
X
W
X^*
.=X
W
Ц
•
=1.
представлены двумерные сечения функций • jts
19
\
,-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 5. Изучение регрес­
сии & = У ( xf , xz ,
в) !ft = •#< Xi У>
<*) ys *•/*(. *z);
* r ) ifs- = A ( Л* ) (зна­
чения остальных факторов
равны: -1,4142 для y&t ,
У*4 » А.?
• У** i
О для jfa , / f e , • jfc _
/ Ь : « ; -1,4142 для ^ л ,
' • •
13. Оптимизация движения зерна в борозде
В качеотве раосеивающих факторов для сеялок СУПН-8 и СКНК-8
были приняты: X1Caii}~ угол раствора бороздообразователя (угол меж­
ду стенками бороады), ЗС^С^а)~ расстояние между осями'олорно-лрикагывавщего колеса и шарнира его рамы (для сеялки СКНК-8 величина &г@&/
- расстояние между ось» опорно-прикатыващего колеса и задней по хо­
ду движения сеялки стенкой семяпровода); j T j ^ t / - длина щек сошника;
•Vf (!f0- давление опорно-прикатызающего колеса на почву; факторы
варьировались по матрице ортогонального планирования второго, порядка.
Опыты производились в почвенном канале, посевные секции двигались со
скоростями: сеялки СКНК-8 - 2,0 м/с, сеялки СУПН-8 - 2,78 м/с, высе­
вались семена, кукурузы; после обработки данных впервые получены адек­
ватные уравнения регреосии;
для сеялки СУПН-8:
895У + I404X3 + 446Х^+ 757XrX2+ 616Х.,Х4+ 948Х2- ;
для сеялки СКНК-8:
(21)
<3~f
. 1135 + 592Xj- 527X2+ 424Х4 - SSHjXg+VOaxf - 784Х*
h
fi.
где:
V
дисперсия интервалов между семенами в" рядке, мм2.
20- •
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис, 6. Исследование
полинома tfc =J* ( «*Vt '
а)
5JJ
«
e i«a
ta?
W
*OT
»ч
*t
<»ТОЛ,
Ifia
= ^ (
•*>);
^
"^
0
лте « « ! « ,
-fW«? 4WT
ДДЯ &.2>&S*
&„;
&*>
- 1,4142 JWggjt
Рис. 7 . Двумерные сечения функ­
ций отклика Jff, J£? :
а) двумерное сечение функции ^&по факторам X j , Xg при Х3=0С^в-1
(показаны линии равного выхода гиперболы); б) двумерное сечение
функции £е по факторам X j , X2
при Хд = - I ; Х^ =» I (показаны .
линии равного выхода - гиперболы)
a
•fal
/fa
&
б) fr = S*i
**);
*) Mr =Ss ( *» >.'
r) # = Л ( *f )
(значения остальных фак­
торов равны: -I,4142;
\
\
Координаты особых точек факторного пространства:
для сеялки СУПН-8:
-»
У?^= 5492,9 мм 2 ; Х ^ = Х ^ Х4<г = -1,4142; Х ^ 1,4142;
для сеялки CKFIK-8:
У £5= 7230,57 ми 2 ; *IS = Xg>J = Х ^ = -1,4142}
X 2 J B 0,707.
14. Практические результаты и направления
дальнейших исследований
Высевающий аппарат по а . с . И 535044 исследовался п о х о з д о гсвору мевду Кировоградским ПКИ по почвообрабатывающим и посевным ма-
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тинам и Каменец-Подольским Шил, результаты исследований приняты к вне­
дрению и используются при разработке конструкция новых посевных машин.
Сравнительные испытания экспериментальных высевающих аппаратов с опти­
мальными пагаметрами в полевых условиях показали их высокую эффектив­
ность; так, распределение всходов кукурузы, посеянной эксперименталь­
ной сеялкой СУПН-8, лучше , чем у серийной сеялки (коэффициенты вариа­
ции интервалов соответственно равны 54,58 и 6U,4J./6), а распределение
всходов сахарной свеклы, посеянной экспериментальной сеялкой CUT-I2A,
существенно лучше, чем у серийной сеялки (коэффициенты вариации интер­
валов равны соответственно 34,92 и 83,lift, то есть он меньше у экспе­
риментальной сеялки в 2,38 раза). Посевы зерновых в хозяйствах Хмель­
ницкой области на общей площади в 385 га при помощи сеялок СЗС-2,1,
оборудованных принципиально новыми сошниками по а. с. № 517283, 541457,
дали прибавку урожая в 3 . . . 6 ц/га. Кукуруза, посеянная на площади в
80,9 га при помощи сеялки СКНК-8, оборудованной принципиально новым
аппаратом по а . с . № 535044, дала прибавку урожая зерна в 14,4 ц/га, а
сахарная свекла, посеянная на площади в 163,6 га при помощи сеялки
CCT-I2A, оснащенной принципиально новым аппаратом, дала прибавку уро­
жая в 107,7 ц/га. В учебный процесс Ворошиловградского и Каменец-По­
дольского СХИ внедрены стенд и лабораторные установки, обладающие прин­
ципиальной новизной, для изучения движения семян на дне борозды в поч­
венном канале. Принципиально новые высевающий аппарат и сошник демонс­
трировались на выставках г.Каменец-Подольского (1978г.), г.Винницы
(1979г.), на ВДНХ УССР (1978г.), ВДНХ СССР (1978,1982 г г . ) ; эти рабо­
чие органы направлены в отдел выставок МСХ СССР для представления на
Наци овальной, вы ставке в ФРГ и Западном Берлине в 1982...1985 г г . Пред­
ставленные работы были награждены грамотой Каменец-Подольского горко­
ма ВЛКСИ и серебряной медалью ВДНХ СССР (Косква, 1982г.). Высевающий
аппарат по а. с. № 535044 успешно прошел ведомственные испытания в Киро­
воградском ПКИ по почвообрабатывающим и посевныи машинам, признан перс­
пективным и приият к внедрению. Результаты исследований и технологи­
ческие схемы новых высевных устройств используются при проектировании
пропашных сеялок с оптимальными параметрами; так, в прошедшей государс­
твенные и. хозяйственные испытания сеялке СКПП-12 параметры высевающего
аппарата приняты в соответствии с результатами исследования. Годовой
экономический эффект от одной сеялки составил 1282 рубля.
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
I . В теоретической части наполненных исследований научной
новизной обладают:
- теоретические основы повышения равномерности распреде­
ления семян при однозерновом высеве, базирующиеся на концепциях
системного полхода и использовании длины перемещения семени вдоль
оси рядка за врямя его высева;
- механико-математические модели; процесса западания про­
долговатого и шаровидного семян в ячейку дисков с горизонтальной
и вертикальное осями вращения, а также присасывания к вакуумному
отверстию с учетом скольжения семени по кромке ячейки; давления
рычажного отражателя на семя с учетом динамических нагрузок, возни­
кающих при вращении диска; выхода семени из дозатора под действием
подпружиненного выталкивателя и высевающего диска; движения семени
от дозатора до дна борозды в виде приближенных уравнений; допускаю­
щих точное решение; процесса отражения семени от почвы при упругом
и неупругом ударе; отражения семени от криволинейной стенки борозды
с условием направления его в вершину борозды; перемещения почвы
сошником и заделывающим органом с условием фиксации семени на дне
борозды;
- стохастические модели процессов: выхода семени из общей
массы на ячейку в положение, благоприятное для западания; заполне­
ния ячеек диска как пуассоновского.процесса и как системы массового
обслуживания сметанного типа;
- регрессионные модели процессов высева в виде полиномов
второго порядка, позволившие произвести оптимизацию пневмомехани­
ческого высевающего аппарата, экспериментального высевного устройс­
тва, высевающих аппаратов с гориоонтальным и вертикальным дисками
при высеве кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы;
- методика дисперсионного анализа долевого влияния основ­
ных рассеивающих факторов на стабильность параметров высева;
- методика анализа структуры неравномерности распределе­
ния семян вдоль рядка;
' . .
- методики определения: вероятности западания семени в
ячейку при единичном контакте при помощи метода деревьев логических
возможностей; связи неаду харшстзрпстиками распределения семян и
растений; кр!тическоа скорости вращения горизонтального диска из
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
условия отсутствия отрыва подпружиненного выталкивателя от диска,
критической скорости вращения вертикального диска пневмомехани­
ческого дозаторы из условия отсутствия срыва оемепи с вакуумного
отверстия; координат особых точек "почти стационарных" областей
факторного провтранства регрессионных моделей путем квантования не­
зависимых переменных.
2. Использование разработанных теоретических положений
позволило;
- выбрать основные рассеивающие факторы для первоочередно­
го исследования и уровни их варьирования при оптимизации пневмоме­
ханического высевающего аппарата, экспериментального высевного ус­
тройства, аппаратов с горизонтальным и вертикальным дисками при вы­
севе кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы;
- установить закономерности .связывающие конструктивные и ре­
жимные параметры однозврновых высевающих аппаратов с показателями
качества .высева, дать их технологическую интерпретацию;
- описать "почти стационарные" области поверхностей откли­
ка при помощи канонических уравнений на основе метода двумерных се­
чений и найти их особые точки;
- осуществить синтез технологических и конструктивных схем
однозврновых высевающих аппаратов, пунктирных и широкополосных сошни­
ков, приборов для изучения распределения крупных'семян в почве,
принципиальную новизну которых подтверждают 24 авторских свидетельс­
тва на изобретения.
3. Интенсификация работы однозврновых дозаторов может быть
осуществлена за счет: сообщения семени при движении в ячейку уско­
рения, превышающего ускорение силы тяжести; уменьшения относитель­
ной скорости между семенами и ячейкой; увеличения вероятности западавия семени в ячейку при единичном контакте и числа семян, обладаю­
щих способностью к западали..); уменьшения времени западания. В доза­
торах механического, пневмомеханического и пневматического типов
реализация этих факторов достигается различными технологическими,
режимными и конструктивными приемами (приведение семян в псевдоокиженное состояние, использование центробежной силы, вибрации, ориен­
тирующих устройств и т . д . ) . Для пневмомеханического дозатора опти­
мизация толщины основания, диаметра вакуумных отверстий и скорости
вращения высевающего диска обеспечила значение коэффициента запол­
нения отверстий семенами кукурузы, близкое к единице.
Zk
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Стабильность процесса движения семян от дозатора до дна
борозды обуславливается высотой и диаметром семяпровода, скорос­
тями движения сеялки и выхода семян из дозатора. Оптимизация этих
параметров высевающих аппаратов пневмомеханического типа, с гори­
зонтальным и вертикальным дисками, экспериментального высевного
устройства при высеве семян кукурузы, подсолнечника, сахарной свек­
лы позволила существенно (до 30...40 %) снизить коэффициент вариа­
ции интервалов между семенами вдоль рядка.
Соотношение скоростей движения посевной машины и скорости
вращения высевающего диска в соответствии со смыслом особой точки
факторного пространства должно быть постоянным и равным оптималь­
ному значению, характерному для конкретного типа аппарата и высева­
емой культуры. Поэтому при выборе способа регулирования нормы вы­
сева необходимо произвести исследование влияния этих скоростей и
при наличии оптимального их соотношения'регулировать норму высева
количеством ячеек (присосок) на диске, а не передаточним отношением*
5. Перспективным для улучшения равномерности распределения
семян вдоль рядка является использование почвы, переметаемой за-.
делывающим органом сеялки и осыпающейся со стенок борозды после
прохода заднего обреза щек сошника, для фиксации семени в момент
его падения на дно борозды; кроме того, положительную роль в этом
может играть криволинейный профиль борозды, обеспечивающий отраже­
ние семени в вершину угла борозды независимо от координат точки
падения, и найденное оптимальное сочетание угла между стенками бо­
розды, длины.рамы и давления на'почву опорно-прикатываюцих колес,
длины щек сошника для посевных секций сеялок с пневмомеханическим
и механическим высевающими аппаратами для кукурузы.'
6. Применение на сеялках СУПН-8 и CCT-I2A посевных секций
с оптимальными параметрами обеспечило лучшее распределение расте­
ний: коэффициент вариации интервалов у сеялки СУПН-8 - 54,58$
(на контроле 60,41%), у сеялки CCT-I2A коэффициент вариации 34,92% (на контроле 83,11$), то есть у сеялки CCT-I2A с оптималь­
ными параметрами он оказался в 2,38 раза меньше. Посевы кукурузы
сеялкой СКНХ-8 с экспериментальными аппаратами дали прибавку уро­
жая зерна 14,4 ц/га о площади уи,у га, при этом фактический эко-'
номический эффект в колхозе "Украина" Городокского района Хмель­
ницкой области составил в 1У81 году IV0.4 руб/га (или 2ь58,24 руб.),
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в 1982 году - 175,2 руб/га (или 11440,56 руб.). Посевы сеялкой
CCT-I2A сахарной свеклы с экспериментальными высевающими аппа­
ратами Дали прибавку урожая в 10?,? ц/га с площади 163,6 га.
Производственные посевы зерновых сеялкой СЗС-2,1 с эксперимен­
тальными сошниками дали прибавку уроная в 3 . . . 6 ц/га на площади
3.85 га.
7. Разработанные положения прошли широкую проверку и прак­
тически реализованы в опытно-конструкторских работах по созданию
принципиально новых рабочих органов посевных машин.
Экспериментальные аппарата и сошники демонстрировались
на выставках г . г . Каменец-Подольск ого, Винницы, ВД11Х УССР, ВДНХ
СССР, они направлены в отдел выставок МСХ СССР для экспонирова­
ния на Национальной выставке СССР в ФРГ и Западном Берлине в
1982...1985 гг. Представленные работы награждены грамотой Каме­
нец-Подольского горкома ЗЛКСИ и серебряной медалью ВДНХ СССР.
После-опубликования результатов посева зерновых сеялкой СЗС-2,1
с экспериментальный! сошниками в адрес Каменец-Подольского СХИ
стали поступать запросы из различных хозяйств и организаций стра­
ны для внедрения. Некоторые результаты исследований проблемы оп­
тимизации параметров высевающих устройств нашли "отражение в кон­
струкциях рабочих органов посевных машин и установок для изуче­
ния их работы, принципиальная НОЕИЗНЭ которых подтверждена 24-мя
авторскими свидетельствами на изобретения, основные положения
этой проблемы опубликованы в научной литературе и развиваются
другими исследоватолями, а такае группой, работающей под руковод­
ством автора. В этой связи могут быть упомянуты работы А.В. Рудь
по моделированию экспериментального высевающего аппарата с цент­
робежный разгоном и регулируемой скоростью скольжения семян по
ячеистой поверхности высевающего диска, И.О. Мошенко по изучению
травмирования семян при посеве, Н.В. Островского по ' моделирова­
нию распределения семян в почве и др. Принципиально новые лабо­
раторные установки дл.. изучения движения семян при точном высеве
в почву внедрены в учебный процесс Каменец-Подольского и Воро­
шиловград сного СХИ.
Высевающий аппарат по а . с . te 5350Vt успеино прошел ведом­
ственные испытания в Кировоградском ПКЙ по почвообрабатывающим
и посевным машинам и принят к внедреш'ю. Результаты исследований
и технологические схемы принципиально новых высевных устройств
2С
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
используются при проектировании пропашных сеялок с оптимальными
параметрами; так, в успешно прошедшей государственные и широкие
хозяйственные испытания сеялке СКПП-12 основные параметры высе­
вающего аппарата приняты в соответствии с результатами исследо­
вания. Годовой экономический эффект о т одной сеялки составил
1282 руб.
•
8. Совокупность сформулированных и обоснованных в диссер­
тации научных полоаений открывает и развивает новое перспектив­
ное направление в исследовании и усовершенствовании одноЗернового высева, состоящее в разработке научных основ комплексного ис­
пользования методов механико-математического и стохастического
моделирования технологических процессов пропашных сеялок..
Содержание диссертации опубликовано в следующих работах
автора:
1. Белодедсв В.А. Изменение подачи семян в зависимости
от скоростного режима сеялки. - Тракторы и сельхозмашины, 1966 j
й 10, с. 1 8 . . . 19.
2. Белодедов В.А. Приборы для испытания пунктирных свек­
ловичных сеялок. - Тракторы и сельхозмашины* 1967, 18 2, с . 3 7 . . .
...39.
3. Белодедов В.А. Количественное определение относитель­
ного влияния рассеивающих факторов на образование дисперсии инг
терралов между семенами в рядке при пунктирном и квадратно-гнез­
довом посеве. - Известия вузов,'Машиностроение, 1966, № 10, 6 . 5 0 . . .
. . . 56.
4. Белодедов В.А. Рассеивание семян при пунктирном посе­
ве. - МЭСОС, 1966, в I I , с.16...19.
5. Белодедов В.А. Установка для исследования движения
семян при пунктирном посеве. - МЭССХ, 1967, № 3, с.48...49.
6. Павлов В.К., Белодедов В.А. Размеры и форма семяпро­
вода скоростной пунктирной сеялки для кукурузы. - МЭССХ; 1968,
Й 5, с . 9 . . . 1 2 .
7. Белодедов В.А. О некоторых тенденциях в развитии конс­
трукций свекловичных сеялок. - В кн. Резервы производительности
сельскохозяйственной техники, т . I I , Каменец-Подольский, 1968
(К.-П. САИ}, с.59...62.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8. Белодедов В.А. К вопросу о выборе параметров скорост­
ной пунктирной сеялки - В кн. Резервы производительности сельс­
кохозяйственной техники, т . I I , Каменец-Подольский, 1968 (К-П
СХИ), с . 6 2 . . . 6 5 .
9. Белодедов В.А. Павлов В.К. К обоснованию некоторых кон­
структивных параметров скоростных пунктирных сеялок в связи с
равномерностью распределения семян вдоль рядка. - В кн. Совер­
шенствование конструкций тракторов и сельскохозяйственных машин,
т . 3 5 , Воронеж, 1968 (Ворояекский СХИ), с. 199...204.
10. Белодедов В.А. К вопросу о равномерности распределения
семян при посеве. -Труды Костромского СХИ "Караваево", вып. 12,
К остромаi I969, с . 8 1 . . . 9 1 .
11. Белодедов В.А. Влияние диаметра семяпровода и угла бо­
роздки на качество посева. - Труды Костромского СХИ "Караваево",
вып.12, Кострома, 1969, с . 1 5 2 . . . 1 5 5 .
12. Б1лод1дов В.О.. Досл1дження пронесу пункт1рного пос1ву
кукурузи методами математично1 r e o p l l планування эксперимент!^. В кн. Ыатер1али конференцИ 1нст1туту по п1дсумках наукових д о с л!дкень за 1969 р . , Кам»янец-11од1льськиЙ, 1979, (К-П СХИ), с . 1 1 8 . .
...119.
•
15. Белодедов В.А. Влияние некоторых параметров сеялки СКНК-6
на равноме"рность распределения всходов при пунктирном посеве ку­
курузы. - В кн.,Результаты исследований технологических процессов
и рабочих органов сельскохозяйственных машин, т . 8 4 , Кишинев, 1972
(Кишиневский СХИ), c.SU...63'.
I*. А. с. 535044 (СССР). Высевающий аппарат /Белодедов В.А.,
Рудь А.В. - Опубл. в Б.и. 1976, й 42.
15. А.с. 528055 (СССР). Сошник /Белодедов В.А., Тимофеев
А.И.,Рудв А.В. и др. - Опубл. в Б.И., 1976, № 34.
16. А.с. 5Г/282 (СССР). Сотник /Белодедов В.А., Рудь А.В.,
Белодедова Т.М. - Опубл. в Б.И. 1976, Кг. 22.
17.- Aic. 5I7283 (СССР). Сошник /Белодедов В.А., Рудь А.В.,
Белодедова Т.Н. - Опубл. в Б.И., 19/6, № 22.
18. А.о. 541455 (СССР). Высевающий аппарат /Белодедов В.А.,
Рудь А.В., Белодедова Т.Н. - Опубл. в Б.::. х977, ft I .
19. А.с. 541456 (СССР). Высевающий аппарат /Белодедов В.А.,
Тинофееев А.И., Рудь А.В. и др. - Опубл. в Б.И., 1У77, № I .
20. А.О. 54I45Y (СССР). Сошник /Белодедов В.А., Тимофеев
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А.И.,Рудь А.В. и др. - Опубл. в Б.И. 1977, IS I .
21. А.с. 576983 (СССР). Высевающий аппарат /Велодедов В,А.,
Тоыилин Ф.Ф., Рудь А.В. и др. - Опубл. в Б.И. 1977, Иг 3 9 . .
22. А.с. 576986 (СССР). Сошник /Кочетков B . C . , . Белодедов
В . А . , Тимофеев A.V1. и др. - Опубл... в Б.И. 1977, №39. .
23. А.с. £12649 (СССР). Высевающий аппарат /Белодедов В . А , ,
Рудь А.В., Белодедова Т.Н. - Опубл. в Б.Й. 1978, И 24. .
24. Белодедов В.А., Островский Н.Ь. Влияние некоторых кон­
структивных параметров заделывающих оргааов пунктирной сеялки СКВК-6
на распределение сейш в ряду. - В кн. Тезисы докладов- 2 - е Всесоюз­
ной научно-технической конференции молодых ученых по проблемам ку­
курузы. Днепропетровск, 1978, о . 2 3 3 3 . . . 2 3 4 , .
. .25. Белодедов В.А., Рудь А.В. Конструктивные и режишше
параметры скоростного высевающего аппарата я качество высева семян.
- В кн. Тезисы докладов 2-й Всесоюзной научно-технической конферен­
ции молодых ученых по проблемам кукурузы. - Днепропетровск,'1978,
0.234...236. .
••.''.'
26. Тимофеев А.И., Белодедов В.А., Рудь А.В. Исследование .
влияния конструктивных и режимных параметров центробежного высеваю­
щего аппарата на рабочий процесс. - Научные труды Ш1ЙСПа, т . 1 5 , .:
вып.1, - М . : 1978, с . 4 2 . , . 4 6 .
27. Тимофеев А.И., Белодедов В.А., Рудь А.В. Применение ма­
тематической теории планирования экспериментов при исследовании
процесса распределения семян вдоль рядка сеялкой точного выоева. Научные труды ЛИИСПа, т. 15* вып.1, -'M.J 1978, с . 7 3 . . . 7 8 .
28. Тимофеев А . и . , Белодедов .В. А.,: Островский Н.В. Исследо­
вание влияния конструктивных параметров опорно-приводного колеса
сеялки СКНК-8 на распределение семян вдоль рядка при пунктирном
посеве. - Научные труды ШШСПа, т . 1 5 , вып.1 - П . : 1978, о . 4 6 . . . 5 1 .
29. Белодедов В. А. Некоторые параметры движения выталкива­
теля в ячейке высевного диска кукурузной сеялки СКНК-8. Научные
труды Харьковского СХи, т.257. -Харькову 1978, 0;34..i38«.
30. Тимофеев А.И., Белодедов В.А., Рудь А.В. Исследование
влияния параметров однозернового центробежного высевающего аппара­
та на равномерность распределения семян; Научныотруды МИИСПа, « . 1 6 .
вып.1 - М.: 1979, о . 1 5 . . . 2 0 .
'
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
31. Белодедов В.А., Островский Н.В. Установка для акспериментальногр исследования равномерности распределения семян из
дне борозды при пунктирном посеве.. - В кн. Механизация и элект­
рификация сельского хозяйства. Вып. 46. - Киев: Урожай, 1У7У,
с.80...84.
32. А.с. 755234 (СССР). Установка для определения равномер­
ности распределения семяи /Белодедов В.А., Островсккй Н.В., Рудь
А.В., Мошенко И.О. - Опубл. в Б.И. 1980, й 30.
33. Белодедов В.А., Островский Н.В. Влияние конструктивных
параметров сеялок на равномерность размещения семян. - МЭСХ,
1980, Hi 3, C . I 2 . . . I 6 . .
34. Белодедов В.А., Островский Н.В., Головенко А.Г. Струк­
тура неравномерности распределения семян вдоль рядка при пунк­
тирном посеве кукурузы сеялками СКНК-8 и СУПН-8. - В кн. Повышение
качества восстановления машин и работы МТА. Межвузовский сборник
научных.трудов - Кишинев, 1980, с.100...106.
35. Белодедов В.А., Островский Н.В. Результаты исследования
качества заделки семян кукурузы вдоль рядка пунктирной сеялкой
СКНК-8 - В кн. Повышение качества восстаноаления машин и работы
ИТА. Межвузовский сборник научных трудов. - Кишинев, 1У80, с . 1 0 6 . . .
...ИЗ.
36. Белодедов В.А., Мошенко И.О. Технологический процесс ра­
боты пассивного отражателя семян сеялки СКНК-8. - В кн. Земледель­
ческая механика, МИИСП, т.17, вып.1, Ы.: 1980, С.23...29.
37. Белодедов В.А., Мошенко И.О. Кинематические парааетры
движения рычажного отражателя сеялки СКНК-8 при взаимодействии с
заклинившимся зерном. - В кн. Земледельческая механика. ШИСП,
т.17, вып.1, Ы.: 1980, С.29...35.
.
38. Белодедов В.А. Воздействие высевающего диска и вытал­
кивателя на семя. - МЭСХ, 1981, & 4, с . 1 0 . . . I I .
39. Б1лод1дов В.О. Розпод1л нас1ння в рядку залекно в1д його
розс1вання при pycl по нас1ннепроводу. - В1сник с . - г . науди /на
у к р . / , 1981, * 8 , С.52...54. '.
40. Белодедов В.А., Мошенко И.О. Параметры движения вытал­
кивателя. дискового высевающего аппарата. - В кн. Технологические
процессы механизированных работ в сельском хозяйстве. Сб. научных
1рудов МИИСПа. М., 1981, с . 3 7 . . . 4 1 .
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
•U. Гололедов В.А., ГолоЕенко А.Г. Исследование влишия
гохо-ости семпн па распределение растений вдоль оси рядка при
пунктирной посеве. - В кн. Технологические процессы механизиро­
ванных работ в сельском хозяйстве. Сб.научных трудов МГЖПа.М.:
1981, C . 4 I . . . 4 8 .
42. Белодедов В.А. Элементы кинематики плоского движения
продолговатого зерна в ячейку горизонтального высевного диска.В кн. Совершенствование конструкций* улучшение ремонта и эксплу­
атации сельскохозяйственной техники. Научные труды Харьковского"
СЮ, т . г ? 7 , Харьков, IS8I, С.37...43.
-" "
43. А.с. 865163 (СССР). Устройство для'исследования движения '
семян в борозде. /Белодедов В.А., Островский Н.В., Рудь А.В.j МоиенкоК.О. - Опубл. в Б.И., 1981, Si 35.
44. А. с. 88029? (СССР). Сошник для разбросного посева. /Бе­
лодедов В.А., Островскпй Н.В., Рудь А.В., Мошенко И.О.i Раздорожнюк П.И. - Опубл. в В.И.,.1981, Й 42.
45. А.с. 898979 (СССР). Установка для определения равномернос­
ти распределения семян. /Белодедов В.А., Островский Н.В. и др. Опубл. в Б.И. 1982, И» 3. .
. 46. А.с. № 927156 (СССР). Высевающий аппарат /Белодедов В.А.
И др. - Опубл. в Б.Й., 1982, № 18.
47. А.с. te 9483I5 (СССР). Сошник для подпочвенного разбросно­
го посева. /Белодедов В.А. и др. - Опубл-. в Б.И., 1982, 1Ё 29.
48. А.с. К» 967332 (СССР). Устройство для пунктирного посева
семян. /Белодедов В.А. и др. -' Опубл. в Б.И., 1982, й 3 9 . .
49. А.с. to 9S0648 (СССР). Сошник для подпочвенного разбросно­
го посева. /Белодедов В.А. и др. - Опубл. в Б.И., 1982, ft 46.
50. Белодедов В.А. Технологические параметры ячеисто-дискового высевающего аппарата как системы массового обслуживания. - В кв.
Технологические процессы механизированных работ в полеводстве. Сб.
научных трудов ШлКСПа, М.: 1982, С.35...40.
51. Белодедов В.А. Исследование процесса выхода зерна из яче­
ек высевного диска пчеисто-дискового аппарата - В кн. Технологи­
ческие процессы механизированных работ в полеводстве. Сб.научных .
трудов ЫИИСПа, U.: 1982, С.94...101.
52. А.с. 986322 (СССР). Сошник для разбросного посева. / Б е ­
лодедов В.А. и др. - Опубл. в Б.В., 19оЗ, № I .
53. А.с. I0I4493 (СССР). Высевающий аппарат. /Белодедов В.А.
и др. - Опубл. D Б.К., 1983, й 16.
31 "
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5*. Белодедов В.А. Исследование аападания зерна в ячейки
однозерновых высевающих аппаратов. - МЭСХ, 19вЗ, № 6, с . 4 4 . , . 4 7 .
55. Белодедов В.А. Оценка статистических показателей рабо­
ты однозорнового высевающего аппарата как пуассоновского аппара­
та. - В кн. Совершенствование рабочих органов сельскохозяйствен­
ных машин. Научные труды Харьковского ОХИ им. В.В. Докучаева,
Г.289, Харьков» 1983, с. 34..>4U.
56. А.с. IU7920O (СССР). Высевающий аппарат /Белодедов В.А.
и др. - Опубл. в Ь.И*, 1984, * 10.
57. А.с. 106647И (СССР). Высевающий аппарат. / Белодедов
В . А . , Рудь й . В , , Ношенко И.О. - Опубл. в В.И., 1984, й 2 .
58. А.с. IIOII90 (СииР). Пневматическая сеялка /Лобачевский
П.Я., Коваль В . Я . , Сухин B . C . , Белодедов В.А. и др. - Опубл^ в
Б.И., 1984, » 25.
59. А.с. II3282I (СССР). Сошник для разбросного посева.
Дочетков B . C . , Белодедов В.А., Новаков С.А. - Опубл. в Б.И., 1985,
* Г.
Б|> I2 1 *!.ПОДПИСАНО К 111:'|ЛГ|1 a. 07.вОг.ФОГ MA Г OOxM/lU ГШЧ. Л. 1
ГП1»ЛЖ |С0.3\К.ЯВ0.11ГГ . Р О Т А П Р И Н Т .
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
8
Размер файла
802 Кб
Теги
116
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа