CC BY
16
5. Nauchno-proizvodstvennoe predpriyatie "Irrigacionnye sistemy" [Tekst] : prajs-listy. - Kiev, 2015. - 2 s.
6. Nedviga, V. S. Kapel'noe oroshenie sadov i vinogradnikov v usloviyah Kryma [Tekst]/ V. S. Nedviga. - Simferopol', 2012. - 94 s.
7. OOO "Yug-Poliv" (Upravlyaem vodoj) [Tekst]: prajs-listy. - Krasnodar, 2015. - 5 s.
8. Rekomendacii po zakladke i vyraschivaniyu plodovyh nasazhdenij yabloni i grushi [Tekst] /Krymskaya opytnaya stanciya sadovodstva UAAN. - Simferopol', 2008. - 32 s.
9. Sejtumerov, Je. Je. Sovremennoe sostoyanie i perspektivy razvitiya kapel'nogo orosheniya v Respublike Krym [Tekst]/ Je. Je. Sejtumerov, V. I. Kremenskoj, S. V. Podovalova // Puti povysheniya jeffektivnosti oroshaemogo zemledeliya. - 2015. - № 58-2. - S. 120-126.
10. Spravochnik po gidravlicheskim raschetam [Tekst] /P. G. Kiselev [i dr.]; pod red. P. G. Kiseleva. - Izdanie 4-e, pererabotannoe i dopolnennoe. - M.: Izd-vo "Jenergiya", 1972. - 312 s.
11. Shevelev, F. A. Tablicy dlya gidravlicheskogo rascheta stal'nyh, chugunnyh, asbestoce-mentnyh, plastmassovyh, steklyannyh vodoprovodnyh trub [Tekst] / F. A. Shevelev. - Izdanie, 5-e pererabotannoe i dopolnennoe. - M.: "Strojizdat", 1972. - 112 s.
12. Yasonidi, O. E. Kapel'noe oroshenie [Tekst] : monografiya / O. E. Yasonidi. - Novocherkassk, 2011. - 322 s.
13. Aldrich T., Shulbach N. Drip Irrigation maximizing your water dollars. - Fruit Grower, 1980, 100,4,9,34-35.
14. Drip-feed irrigation gets orchard trial. "Farmers Weekly", 1982, 77, 18.
E-mail: [email protected]
УДК 631.34:635.61/63
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОРУДИЯ ДЛЯ УКЛАДКИ-РАСКЛАДКИ ПЛЕТЕЙ БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР
EXPERIMENTAL SUBSTANTIATION OF PARAMETERS OF TOOLS FOR INSTALLATION OF SCOURGE-MELONS LAYOUTS
М.Н. Шапров, доктор технических наук, профессор И.С. Мартынов, кандидат технических наук, доцент
M.N. Shaprov, I.S. Martynov
Волгоградский государственный аграрный университет Volgograd State Agrarian University
Уход за посевами бахчевых культур очень трудоемок. Для нормального развития растения требуют, чтобы верхний слой почвы был влаго- и воздухопроницаем. Кроме того, бахчевые культуры очень отзывчивы на наличие сорняков, которые резко замедляют, особенно в начальный период, развитие растений. Поэтому получение высоких урожаев в значительной мере зависит от качества ухода за посевами. Для ухода за ними требуется выполнять ряд специфичных операций. В течение всего вегетационного периода должно быть проведено три-четыре междурядных обработки почвы и прополки сорняков в междурядьях и рядках. При третьей и особенно четвертой обработке плети разрастаются настолько, что затрудняют проезд агрегата по полю и возможность обработки почвы под плетями. Поэтому перед культивацией необходимо сместить плети с междурядья на рядок, а после обработки их надо сразу же разложить на междурядье. Существующие опытные образцы орудий могут выполнять только укладку плетей, а раскладка или не проводится или выполняется вручную. Поэтому для качественного механизированного выполнения обеих операций укладки и раскладки плетей было разработано орудие с рабочими органами активного типа и экспериментально определены оптимальные значения его конструктивных и кинематических параметров.
Care of crops of melons is very time-consuming. For the normal development of the plant it is required that topsoil was moisturized and breathable. Besides, melons are very responsive to the presence of weeds, which dramatically slows down, especially in the initial period of plant development. Therefore, to obtain high yields is largely dependent on the quality of care for the crops. To care for
them it is necessary to perform a number of specific operations. Throughout the growing season should be conducted three to four inter-row cultivation and weeding between the rows and inter-rows. In the third and especially the fourth processing lashes grow so much that impede travel unit on the field and the possibility of cultivation under the lashes. Therefore, it is necessary to shift to the cultivation of vines in the row of the aisle, and after processing they must be immediately broken down into the aisle. Existing prototypes of instruments can perform only laying lashes, and the layout either not done or done manually. Therefore, for high-quality performance of both mechanized laying operations and lashes layout was developed a tool with the working bodies of the active type and the optimal values of its structural and kinematic parameters determined experimentally.
Ключевые слова: бахчевые культуры, плеть, укладка, раскладка, травмирование, траектория.
Keywords: melons, whip, styling, layout, injury, trajectory.
Введение. Бахчевые культуры обладают своеобразными формами, размерами и физико-механическими свойствами, поэтому для ухода за ними требуется выполнять ряд специфичных операций [3]. В течение всего вегетационного периода должно быть проведено три-четыре междурядных обработки почвы и прополки сорняков в междурядьях и рядках. При третьей и особенно четвертой обработке плети разрастаются настолько, что затрудняют проезд агрегата по полю и возможность обработки почвы под плетями. Поэтому перед культивацией необходимо сместить плети с междурядья на рядок, а после обработки их надо сразу же разложить на междурядье [1, 5]. Для частичного смещения плетей в междурядье с целью образования прохода трактора с культиватором разработан ряд плетеотводов как пассивного, так и активного типа [2]. В США выпускается машина для ориентации плетей поперед рядка при возделывании дыни [10]. Эти образцы плетеукладчиков могут выполнять только одну операцию -укладку плетей, но и ее без соблюдения предъявляемым требованиям.
Поэтому для качественного механизированного выполнения обеих операций укладки и раскладки плетей было разработано орудие с рабочими органами активного типа и экспериментально определены оптимальные значения его конструктивных и кинематических параметров.
Материалы и методы. Повреждаемость плетей, являющаяся основным критерием, характеризующим операции их укладки и раскладки. Вторым показателем, по которому оценивается качество выполнения этих операций, является размещение плетей в требуемом положении.
Целью работы было экспериментально определить, с учетом свойств плети, оптимальные основные кинематические и конструктивные параметры орудия, такие как допустимая поступательная скорость движения, отношение окружной скорости пальцев рабочего органа к его поступательной скорости, порядок расстановки пальцев на луче.
Результаты и обсуждение. Для механизированной укладки и раскладки плетей нами было разработано орудие с рабочими органами активного типа, позволяющее выполнять данные операции (рисунок 1). Рабочий орган представляет собой горизонтально расположенные лучи 4, которые полуосями 8 соединены с вертикальной поворотной втулкой 3. Лучи жестко соединены с роликами 6, которые во время работы движутся по направляющей дорожке 7, имеющей рабочий и холостой участки. Длину рабочего участка можно изменять. На лучах установлены пальцы 5. Весь рабочий орган монтируется на вертикальной оси 2, с помощью которого он крепится к грядилю 1. Привод рабочих органов осуществляется от опорно-приводных колес 9. В транспортное положение орудие переводится гидроцилиндром 10.
***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 4 (44) 2016
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Рисунок 1 - Схема орудия для укладки-раскладки плетей бахчевых культур
Каждый рабочий орган обрабатывает полрядка, а все орудие, имея шесть рабочих органов, три рядка. При укладке плетей орудие навешивается спереди трактора и работает в паре с культиватором или прополочным агрегатом. При раскладке плетей орудие навешивается сзади.
Рабочий процесс осуществляется следующим образом. При движении агрегата вращение от опорно-приводных колес передается на вертикальные поворотные втулки, вместе с которыми вращаются вокруг вертикальной оси лучи, ролики пальцев которых при этом перекатываются по направляющей дорожке. Когда ролики движутся по рабочему участку дорожки, пальцы занимают вертикальное положение и, захватывая плети, перемещают их, выполняя операцию укладки или раскладки плетей. На холостом участке дорожки пальцы переводятся в горизонтальное положение.
Выше было указано, что рабочая зона равна примерно 900, то есть ее размеры могут меняться за счет изменения размеров рабочего участка копирующей дорожки.
Траекторией пальцев является циклоида [4]. Анализ показал, что наиболее качественно операции укладки и раскладки выполняются, когда центр рабочего органа располагается над серединой междурядья, а рабочими зонами являются участки траектории, соответствующие повороту лучей рабочего органа из положения перпендикулярного оси рядка 270°...360° при укладке плетей и 180°...270° при раскладке плетей. В этих случаях плети наиболее точно перемещаются в требуемое положение с минимальными повреждениями. При этом у рабочего органа должны быть определенные конструктивные и кинематические параметры, такие как радиус R и число лучей z на рабочем органе, порядок расстановки пальцев на луче, поступательной vи угловой ш скоростей, а также параметров плети.
Таблица 1 - Интервалы и уровни варьирования факторов
Показатель Кодированное обозначение Факторы
Укладка плетей Раскладка плетей
X V, м/с L, м X V, м/с L, м
Верхний уровень + 1 1,5 1,2 1,2 1,5 1,0 1,2
Основной уровень 0 1,2 0,8 0,9 1,2 0,7 0,9
Нижний уровень - 1 0,9 0,4 0,6 0,9 0,4 0,6
Интервал варьирования 8 0,3 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3
С целью уточнения ряда из этих параметров, нами были проведены экспериментальные исследования с использованием метода многофакторного планирования эксперимента [7]. Факторами в этом эксперименте были: поступательная скорость V, длина
плети L и коэффициент X, являющийся отношением окружной скорости пальцев к поступательной скорости. Критерием оптимизации являлся показатель повреждаемости плетей (выдергивание плети, разрыв плети). Опыты проводились как по укладке, так и раскладке плетей (таблица 1).
Были реализованы два плана трехфакторных экспериментов, и в результате обработки данных получены следующие адекватные математические модели:
Повреждаемость: 1 - 7,0 %, 2 - 6,5 %, 3 - 6,0 %, 4 - 5,5 %, 5 - 5,0 %, 6 - 4,5 %, 7 - 4,0 %, 8 - 3,5 %, 9 - 3,0 % - процесс укладки плетей
Y = 3,95 + 0,91х12 + 0,5Х22 + 0,27хз2 + 0,66x2 + 1,47хз (1)
-процесс раскладки плетей
Y= 3,99 + 1,48х12 + 0,59Х22 0,72х32 + 1,66x2 + 1,65x3 (2)
Исследование этих уравнений для определения оптимальных значений факторов было проведено с использованием метода двумерных сечений поверхности отклика. Пример двумерных сечений приведен на рисунке 2.
а) процесс укладки плетей б) процесс раскладки плетей
Рисунок 2 - Двумерные сечения поверхности отклика при х3 = 0
Анализ данных сечений показывает, что для факторов х1 и х2 в области эксперимента имеется экстремум по показателю повреждаемости плетей. Так для случая, когда фактор х3 = 0 (длина плети L = 0,9 м) минимальное повреждение плетей при укладке равно 3,7 % (по агротребованиям не более 5 %) при значениях фактора X = 1,2 и V = 0,54 м/с.При раскладке плетей минимальная повреждаемость равна 2,8 % при X = 1,2 и V = 0,28 м/с.
Для анализа влияния длины плетей на их повреждаемость по уравнениям 1 и 2 были построены двумерные сечения при значении критерия оптимизации равном 5 % и значениях х3 в кодированном виде равных 0; ±0,5; ±1,0; ±1,5.
Как указывалось выше, на качество выполнения укладки и раскладки плетей влияет как количество пальцев на луче, так и их расположение на нем. При раскладке плетей на междурядье из рядка шириной 2ар плети необходимо перемещать в обе стороны от оси рядка. Поэтому пальцы каждого рабочего органа должны взаимодействовать с плетьми на ширине равной ар, то есть на половине рядка. Количество пальцев 1 которые необходимо установить на каждом луче, можно определить следующим образом
1; = ар / апл, (3)
где апл - расстояние между соседними плетями в рядке.
Пальцы располагаются следующим образом. Первый палец устанавливается на расстоянии 0,5апл от конца луча, а остальные пальцы через расстояние апл равномерно на луче. С меньшим расстоянием пальцы устанавливать нельзя, так как в этом случае при перемещении плеть будет защемляться между двумя соседними пальцами, что может привести к ее повреждению.
При укладке плетей расстановка пальцев на луче иная. Первый палец устанавливается на расстоянии ар от конца луча. Последний палец устанавливается на другом конце луча, максимально приближая его к оси вращения рабочего органа. Такое положение пальца позволяет максимально удалить от корня точку первого контакта пальца с плетью, что очень важно в том случае, когда плети двух соседних рядков срослись. Между этими пальцами также устанавливаются пальцы с шагом ап, равным
ап =(1 - Птах) Ь. (4)
Здесь птах - коэффициент, показывающий, какую часть составляет длина плети от вершины до точки ее контакта с пальцем от ее общей длины, при которой обеспечивается условие перемещения всей плети от вершины до корня [9, 6].
Общее количество пальцев на луче в этом случае равно
t = (Я - ар) / ап + 1 = (Я - ар + ап) / ап. (5)
Величина ар определяется из условия возможности перемещения плети, то есть ар = ПтщЬ. Учитывая уравнение 4, получим
t = [(Я/Ь) + Пщш + Птах] / (1 - Птах). (6)
Представим данное уравнение в следующем виде
Штах - t - Птах + 1 = ПтЬ - (Я/Ь). (7)
По уравнению данного вида можно построить составную номограмму [8] из выравненных точек. Для этого введем вспомогательную переменную Q, с помощью которой разбиваем уравнение 7 на два
Штах - t - Птах + 1 =Q и ПтЬ - (Я/Ь) + Q. (8)
Первое уравнение представляет собой номограмму с двумя параллельнымишка-лами и одной наклонной, а второе - номограмму с тремя параллельными шкалами, причем шкалы Q у обоих номограмм делаем тождественными.
При построении номограмм изменения переменных приняли в следующих пределах: 2 < К 8; 0,5 <Птах< 0.9; 0,5 > Пть > 0; 0,5м < Ь < 1,5м.
Построенная номограмма и решение числового примера для случая, когда Ь= 0,6 м, Птах = 0,7, а птт, определяющее ширину рядка, равное 0,2 м, показаны на рисунке 3.
ШТ. J
Рисунок 3 - Номограмма для определения числа пальцев на луче при укладке плетей
Заключение. В результате из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы. Как при укладке плетей орудием предложенной конструкции, так и при их последующей раскладке можно соблюсти агротехнические требования по допустимому повреждению плетей. Так, для плетей длиной 0,9 метра, при скорости агрегата на укладке плетей 0,54 м/с повреждаемость равна 3,7 %, а при раскладке при скорости 0,28 м/с повреждаемость - 2,8 %.
Библиографический список
1. Авакян, А.Г. Биологические особенности роста и развития важнейших овощных и бахчевых культур [Текст]: автореферат дис. ... докт. биол. наук / А.Г. Авакян. - Ереван, 1964. - 42 с.
2. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий: монография [Текст]/ Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1976. - 280 с.
3. Белик, В.Ф. Бахчевые культуры [Текст] / В.Ф. Белик. - М.: Колос, 1975. - 270 с.
4. Кожевников, С.Н. Механизмы [Текст] / С.Н. Кожевников, Я.И. Есипенко, Я.М. Рас-кин. - М.: Машиностроение,1976. - 784 с.
5. Колебошина, Т.Г. Новые агроприемы возделывания арбуза и их влияние на урожайность и качество плодов арбуза в условиях Волгоградского Заволжья [Текст]/ Т.Г. Колебошина, С.И. Белов// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2015. - № 3 (39). - С. 60-64.
6. Комплексная механизация бахчеводства на основе инновационных технологий [Текст]/ М.Н. Шапров, А.Н. Цепляев, В.Г. Абезин, В.А. Цепляев // Известия Нижневолжского агроинженерного комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2008. - №4. -С. 172-178.
7. Мельников, С.В. Планированиеэксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов [Текст] / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - 2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Колос, Ленинградское отд-ние, 1980. - 168 с.
8. Хованский, Г.С. Основы номографии [Текст] / Г.С. Хованский. - М.: Наука, 1976. - 351 с.
9. Шапров, М.Н. Обоснование возможности укладки-раскладки плетей при уходе за бахчевыми культурами [Текст]/ М.Н. Шапров, И.С. Мартынов // Известия Нижневолжского агроинженерного комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2016. - №2. -С. 248-255.
10. Grounds, R. Machines for melons the big step forward. / R. Grounds// W. Grower Shipper.
- 1992. - Vol 43. -№8.- P.18-19.
Reference
1. Avakyan, A. G. Biologicheskie osobennosti rosta i razvitiya vazhnejshih ovoschnyh i bahchevyh kul'tur [Tekst]: avtoreferat dis. ... dokt. biol. nauk / A. G. Avakyan. - Erevan, 1964. - 42 s.
2. Adler, Yu. P. Planirovanie jeksperimenta pri poiske optimal'nyh uslovij: monografiya [Tekst]/ Yu. P. Adler, E. V. Markova, Yu. V. Granovskij. - 2-e izd., pererab. i dop. - M.: Nauka, 1976. - 280 s.
3. Belik, V. F. Bahchevye kul'tury [Tekst] / V. F. Belik. - M.: Kolos, 1975. - 270 s.
4. Kozhevnikov, S. N. Mehanizmy [Tekst] /S.N. Kozhevnikov, Ya.I. Esipenko, Ya.M. Raskin.
- M.: Mashinostroenie,1976. - 784 s.
5. Koleboshina, T. G. Novye agropriemy vozdelyvaniya arbuza i ih vliyanie na urozhajnost' i kachestvo plodov arbuza v usloviyah Volgogradskogo Zavolzh'ya [Tekst]/ T. G. Koleboshina, S. I. Belov// Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professionale obrazovanie. - 2015. - № 3 (39). - S. 60-64.
6. Kompleksnaya mehanizaciya bahchevodstva na osnove innovacionnyh tehnologij [Tekst]/ M. N. Shaprov, A. N. Ceplyaev, V. G. Abezin, V. A. Ceplyaev // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agroinzhe-nernogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2008. - №4(42). - S. 172-178.
7. Mel'nikov, S. V. Planirovanie jeksperimenta v issledovaniyah sel'skohozyajstvennyh pro-cessov [Tekst] / S. V. Mel'nikov, V. R. Aleshkin, P. M. Roschin. - 2-e izd., pererab. i dop. - L.: Kolos, Leningradskoe otd-nie, 1980. - 168 s.
8. Hovanskij, G. S. Osnovy nomografii [Tekst] / G. S. Hovanskij. - M.: Nauka, 1976. - 351 s.
9. Shaprov, M. N. Obosnovanie vozmozhnosti ukladki-raskladki pletej pri uhode za bahchevymi kul'turami [Tekst]/ M. N. Shaprov, I. S. Martynov // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agroin-zhenernogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2016. - №2(42). - S. 248-255.
10. Grounds, R. Machines for melons the big step forward. / R. Grounds// W. Grower Shipper. - 1992. - Vol 43. -№8. -- P. 18-19.
E-mail: [email protected]
УДК 631.674.6:582.711.712
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВЛАЖНОСТЕЙ СУБСТРАТА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ РОЗ В УСЛОВИЯХ ТЕПЛИЦЫ
INFLUENCE OF DIFFERENT HUMIDITY OF THE SUBSTRATE ON ROSE PRODUCTIVITY IN THE GREENHOUSE
А.Д. Ахмедов, доктор технических наук, профессор И.А. Азиева, старший преподаватель
A.D. Akhmedov, I.A. Azieva
Волгоградский государственный аграрный университет Volgograd State Agricultural University
В данной статье анализируются основные факторы, влияющие на продуктивность роз в теплице. Даются суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления розы в зависимости от влажности субстрата. Результаты исследования показали, что из рассматриваемых вариантов самое низкое суммарное водопотребление отмечено при поддержании влажности субстрата на уровне 60 - 65 % НВ. В среднем за три года исследований он изменялся в пределах от 1462,4 до 1652,3 л/м2. Наибольшее количество влаги кусты роз потребляют на варианте с влажностью субстрата 80 - 85 % НВ. В среднем по годам исследований суммарное водопотребление в этом варианте принимало значение от 1682,2 до 1959,6 л/м2. Оптимальным является вариант, где влажность субстрата поддерживался на уровне 70-75 % НВ. В зависимости от режима орошения в среднем за годы исследований коэффициент водопотребления роз изменялся от 6,93 до 12,48 л/шт. Наиболее эффективно влага использовалась при влажности субстрата 70 - 75 % НВ и составляла 6,93... 10,03 л/шт. Установлено, что величина среднесуточного водопотребления за весь период вегетации розы в среднем за три года исследований изменяется от 2,82 до 17,09 л/м2. На варианте 80 - 85 % НВ были отмечены самые высокие среднесуточные расходы воды, которые составляют 17,09 л/м2. Среднесуточные показатели розы по месяцам на вариантах 60 - 65 и 70 - 75 % НВ были несколько ниже и изменялись в среднем за годы исследований в пределах 14,82 и 16,62 л/м2 соответственно. По результатом исследования установлено, что максимальная продуктивность среза роз на оптимальном варианте с влажностью субстрата 70.75 % НВ составила по сорту Red Naomi 218 шт./м2, по сорту Ilios 190 шт./м2, по сорту Agua 187 шт./м2, что на 23,8 - 25,1 % выше, в сравнении с другими вариантами. Самым продуктивным среди исследуемых сортов роз является сорт Red Naomi (красный) и в зависимости от вариантах опыта изменяется в пределах от 176 до 218 шт./м2.
This article analyzes the main factors affecting the productivity of roses in a greenhouse. We give a total water consumption and water consumption ratio rose depending on substrate humidity. The results showed that of the options under consideration lowest total water consumption was observed when the substrate moisture content of 60 - 65% HB was maintained. On average over three years of research, it varied from 1462.4 to 1652.3 liters / m2. The greatest amount of moisture rose bushes consume in variant with substrate humidity of 80 - 85% HB. The average age of study total water consumption in this variant takes the value of 1682.2 to 1959.6 liters / m2. The best option is, where the humidity of the substrate is maintained at a level of 70-75% NV. Depending on the irrigation regime on average during the years of studies rose water consumption coefficient ranged from 6.93 to 12.48 l / pcs. The most effective moisture-Call at the use of the substrate humidity 70 - 75% and HB was 6.93 ... 10.03 l / pcs. It was found that the value of medium-daily water consumption for the entire rose vegetation period by an average of three years of studies varies from 2.82 to 17.09 l / m2. In the variant of 80 - 85% HB were awarded the highest average daily
