CC BY
28
А. А. Тюрин,
научный сотрудник
ВНИИ масличных культур
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛУЩИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПРИ ОБМОЛОТЕ ВОРОХА КЛЕЩЕВИНЫ
УДК 631.361.4:633.853.55
При обмолоте вороха клещевины в лущильном устройстве вальцового типа (рис. 1) участвуют и взаимодействуют многие факторы, оказывающие непосредственное влияние на качественные показатели обмолота (отсутствие недомолота и травмированных семян).
Рисунок 1 - Лущильное устройство вальцового типа
Основной задачей исследования являлось определение оптимальных кинематических параметров рабочих органов лущильного устройства при:
1) полном обмолоте зрелых коробочек клещевины на третинки и семена с учетом минимального травмирования последних;
2) обмолоте вороха клещевины в основном состоящем из третинок с учётом минимального недомолота последних и травмированности семян.
С учетом проведенного обзора патентной и научно-технической литературы [1, 2, 3, 4, 5, 8, 9], а также анализа результатов предварительно проведенных опытов в качестве независимых переменных были выбраны частота вращения обмолачивающего вальца (х1), зазор между вальцом и декой (х2) и взаиморасположение деки относительно вальца (х3). Зависимыми переменными являлись степень недомолота коробочек или третинок (ун) и степень травмирования семян (ут).
При использовании в качестве функции отклика полинома второго порядка, число уровней варьирования факторов должно быть не менее трех [6, 11]. Выбранные факторы, интервалы варьирования факторов и их значения в натуральном масштабе на основном, верхнем и нижнем уровнях сведены в таблицы 1 и 2.
Для получения более полной информации об изучаемых зависимостях воспользовались полным факторным экспериментом 3 , то есть в эксперименте использовались 3 фактора, каждый из которых варь-
ировал на трех уровнях.
Таблица 1 - Факторы и уровни их варьирования при обмолоте зрелых коробочек клещевины
Факторы
Уровни факторов х1 х2 хз
(п, мин'1) (я, мм) (а, г рад)
Основной уровень (х0) 500 9 0
Интервал варьирования 100 1 45
(Ах,)
Верхний уровень (х, = 1) 600 10 +45
Нижний уровень (х, =-1) 400 8 -45
Таблица 2 - Факторы и уровни их варьирования при обмолоте вороха клещевины в основном состоящем из третинок
Уровни факторов Факторы
х1 (п, мин1) х2 (я, мм) хз (а, град)
Основной уровень (х0) 500 5 0
Интервал варьирования (Ах,) 100 1 45
Верхний уровень (х, = 1) 600 6 +45
Нижний уровень (х, =-1) 400 4 -45
Выбранные факторы оказывают непосредственное влияние на качественные показатели обмолота и не являются функциями других факторов. Также они отвечают требованиям совместимости и независимости.
Так как число уровней для всех факторов одинаково, то необходимое число опытов определяется выражением:
Ы=шк, (1)
где N - число опытов (число строк в плане эксперимента);
ш - число уровней по каждому фактору; к - число факторов.
Подставив в выражение (1) значения т и к, определили необходимое число опытов, оно равно 27.
При полном обмолоте зрелых коробочек клещевины на третинки и семена, как показали предварительно проведенные опыты, травмирование семян при оптимально установленных параметрах лущильного устройства было минимальным (0,1 %). Поэтому степень травмирования семян при обмолоте коробочек в качестве независимой переменной не учитывалась.
План эксперимента в натуральном масштабе записан в таблице 3.
Таблица 3 - План 33 и результаты опытов по обмолоту зрелых коробочек
Данные, необходимые для расчета дисперсии опыта, приведены в таблице 4.
Номер опыта Натуральный масштаб Унк (степень недомолота зрелых коробочек, %)
Х1 Х2 Х3
1 400 8 45 0,50
2 400 8 0 0,20
3 400 8 -45 0,30
4 400 9 45 2,20
5 400 9 0 2,00
6 400 9 -45 1,90
7 400 10 45 12,80
1 2 3 4 5
8 400 10 0 12,00
9 400 10 -45 12,20
10 500 8 45 0,20
11 500 8 0 0,01
12 500 8 -45 0,10
13 500 9 45 1,50
14 500 9 0 1,30
15 500 9 -45 1,40
16 500 10 45 10,20
17 500 10 0 9,40
18 500 10 -45 9,60
19 600 8 45 0,10
20 600 8 0 0.00
21 600 8 -45 0,01
22 600 9 45 1,00
23 600 9 0 0,60
24 600 9 -45 0,80
25 600 10 45 8,80
26 600 10 0 8,40
27 600 10 -45 8,60
Таблица 4 - Исходные данные для
расчета дисперсии опыта
Исходным материалом для проведения опытов на лущильном устройстве вальцового типа являлись партии по 100 штук зрелых коробочек клещевины сорта Белореченская урожая 2005 года, отобранные вручную из исходного вороха. Влажность зрелых коробочек составляла 8 %. Зазоры между вальцом и декой, а также взаиморасположение деки относительно вальца устанавливали при помощи винтовых пар. Частоту вращения обмолачивающего вальца регулировали частотным преобразователем.
В соответствии с выбранным планом было выполнено 27 опытов. Эти опыты не дублировали. Результаты определения недомолота коробочек унк (наличие в облущенном ворохе не обмолоченных коробочек) в процентном отношении приведены в последнем столбце таблицы 3.
Результаты экспериментальных исследований по определению качественных показателей обмолота и оптимизацию параметров лущильного устройства обработали методом наименьших квадратов [1, 10].
Для оценки дисперсии опыта выполнили и шесть раз повторили опыт в центре плана. Число дублей центрального опыта выбрали с учетом возможного в дальнейшем перехода к планированию полинома второго порядка для построения модели:
Номер дубля* Го* У II У 0? 1 У о Ду2
1 1,4 0,22 0,0484
2 1,3 0,12 0,0144
3 1,3 0,12 0,0144
4 1,2 0,02 0,0004
5 1,0 0,18 0,0324
6 0,8 0,38 0,1444
У 0 = 1,18 £Ду2 = 0,2544
В данном случае дисперсия опыта определяется по формуле [7].
-УоУ
у=1_
Л
(3)
где у0 - результат g-го повтора (дубля) опыта в
центре плана; у0 - среднее арифметическое значение всех По
дублей центрального опыта; Л - число степеней свободы.
При определении дисперсии опыта, требуется предварительно подсчитать одну константу у0.
Л = п0 - 1 = 6 - 1 = 5
Тогда, подставив значения в формулу (3), получили:
^=^544 =0,051
Соответственно Бу = 0,226.
По результатам опытов плана 33 рассчитали следующие коэффициенты регрессии в натуральном виде:
Ь2 = 4,023 Ъ4 = - 1,172 Ь6 = 0,109 Ъ8 = 4,788 ¿ю = 0,930
Ъ\ = 0,414 ¿3 = 0,308 Ъ5 = - 0,069 Ъ7 = - 0,669 Ъ9 = 0,116
У =
Ъ1Х12 + ¿2x2 + ¿Хз + ¿4X1X2 + Ъ5х1х3 + + Ъ(Х2х3 + Ъ7х1 + Ъ8х2 + ЪдХ3 + Ъ10,
(2)
Для облегчения расчетов [11], а также проверки значимости коэффициентов и адекватности модели полученные коэффициенты регрессии в натуральном виде были переведены в кодированный.
Поскольку опыты не дублировали, дисперсии оценок коэффициентов рассчитали по формуле:
где у - функция отклика; х1, х2, х3 - факторы;
Ъ1-10 - коэффициенты.
V2
(4)
п
о
т.е. 5^=^^ = 0,001927
Соответственно среднеквадратичная ошибка: ^. = 0,044
При уровне значимости а = 0,05 и числе степеней свободы = 5 табличное значение /-критерия -
¡0,05; 5 = 2,57
По формуле АЬ,=/а; SЬi
(5)
где / - критерий Стьюдента в зависимости от уровня значимости а и числа степеней свободы£ при
определении дисперсии опыта ;
SЬi - среднеквадратичная ошибка в определении коэффициента регрессии; доверительный интервал коэффициентов регрессии
АЬ, = 2,57 х 0,044 = 0,113.
Коэффициенты Ь1, Ь2, Ь3, Ь4, Ь7, Ь8, Ь9, и Ь10, для которых выполняется условие: |Ь,| > АЬ, (6)
следует признать статистически значимыми.
Незначимые коэффициенты (Ь5 и Ь6) из модели можно исключить.
Итак, получено следующее уравнение регрессии:
унк = 0,414x1 + 4,023 х22 + 0,308x32 - 1,172х1х2 -
0,669х1 + 4,788х2 + 0,116х3 + 0,930.
(7)
Адекватность модели (7) проверили по ^-кри-терию. Расчетные значения недомолота коробочек клещевины (уин), определенные по полученному уравнению (7), указаны в таблице 5. Здесь же приведены все данные, необходимые для расчета дисперсии неадекватности Б2неад.
В данном случае эту дисперсию следует считать по формуле
Ъу»,
-У )2
О 2 _ »=1 неад. ~
где У и..... и У и
Ж,
неад
¡г
Л
(8)
- значения отклика в и-ом
опыте, соответственно рассчитанные по уравнению регрессии и определенные экспериментально; £ - число степеней свободы.
Число степеней свободы определяется как
£2 = N - к', (9)
где к' - число оставленных коэффициентов уравнения;
N - число опытов плана.
Тогда £2 = 27 - 8 = 19.
Следовательно, дисперсия неадекватности
1,06749
неад | ^ 5
Расчетное значение ^-критерия определяется как
(10)
/,' расч _
У^Уг ~~
V2
Таким образом, ррасч.
0,0562 0,051 '
: 1,10 •
При уровне значимости а = 0,05 табличное значение /^-критерия - =4,57. [7]
гт т^расч ^ т^табл Г
Так как Р < Р , гипотеза об адекватности модели (7) при 5 %-ном уровне значимости не отвергается.
Для анализа модели (7) ее необходимо привести к так называемому каноническому виду. Процедура канонического преобразования модели (7) состоит из следующих этапов:
1. Определяют координаты центра поверхности второго порядка (х1х, х2,, х3з) решением системы линейных уравнений, получающихся после приравнивания нулю первой производной у по каждому х,:
Лу
Лх,
= О.
(11)
Для этого берем частные производные функции (7) по независимым переменным и приравниваем их нулю. В результате получаем систему уравнений.
= -0,669 + 0,828 ■ х -1,172 • х2 =0
Лх1
Лу Лу
(12)
= 4,788 —1,172 • х + 8,046 • х2 =0
= 0,116 + 0,616- х3 = 0.
Главный определитель системы
0,828 -1,172 0 -1,172 8,046 0 0 0 0,616
= 3,257.
(13)
Главный определитель (13) не равен нулю, следовательно, изучаемая поверхность отклика имеет центр. Решая систему с помощью определителей, находим координаты центра поверхности отклика.
В нашем случае координаты центра поверхности отклика:
= -0,044
х^ = -0,601
= О.
2. Находят значения отклика в новом центре (у) -свободного члена канонического уравнения. Для этого, подставив в исходное уравнение (7) значения координат поверхности отклика х1х, х2, х3я находим значения параметра оптимизации в центре поверхности отклика. При этом получили у=-0,495.
3. Определяют величины канонических коэффициентов Бн. Для этого составляем и решаем характеристическое уравнение:
Таблица 5 - Сравнение экспериментальных и расчетных значений недомолота коробочек клещевины
>- + 0,495 - О.ЗОЯХ? + 0.321Х\ + 4,116Х.
(16)
Номер опыта уи ^ э ксп УУи расч |Ду| ^у1
1 0,50 0,500 0 0
2 0,20 0,076 0,124 0,01540
3 0,30 0,268 0,032 0,00102
4 2,20 2,437 0,237 0,05616
5 2,00 2,013 0,013 0,00017
6 1,90 2,205 0,305 0,09303
7 12,80 12,420 0,380 0,14440
8 12,00 11,996 0,004 0,00001
9 12,20 12,188 0,012 0,00014
10 0,20 0,589 0,389 0,15132
11 0,01 0,165 0,155 0,02402
12 0,10 0,357 0,257 0,06604
13 1,50 1,354 0,146 0,02131
14 1,30 0,930 0,370 0,13690
15 1,40 1,122 0,278 0,07728
16 10,20 10,165 0,035 0,00122
17 9,40 9,741 0,341 0,11628
18 9,60 9,933 0,333 0,11088
19 0,10 0,150 0,050 0,00250
20 0,00 0,080 0,080 0,00640
21 0,01 0,065 0,055 0,00303
22 1,00 1,099 0,099 0,00980
23 0,60 0,675 0,075 0,00563
24 0,80 0,867 0,067 0,00449
25 8,80 8,738 0,062 0,00384
26 8,40 8,314 0,086 0,00739
27 8,60 8,506 0,094 0,00883
I 1,06749
АВВ) =
(.Ь8-ВВ) 0,5
0,5-6,
0,5ф9-ВВ) 0,5 -Ь7
0,5 -К
0,5 -Ь7 (ЬЮ-ВВ)
= 0.
(14)
В данном случае корни этого уравнения - канонические коэффициенты: ВОг = 0,308; ВО2 = 0,321; ВО3 = 4,116.
Отметим, что нумерация корней произвольна. Проверку правильности расчетов осуществляют по формуле
= (15)
7=1 7=1
3
ВВ = 0,308 + 0,321 + 4,116 = 4,745,
1
10
=4,745.
7=8
к к
Следовательно, ^ВВ = = 4,745.
Таким образом, в канонической форме уравнение (7) имеет вид:
Поскольку коэффициенты уравнения (16) имеют одинаковые знаки, поверхность отклика - эллипсоид (рис. 2), а ее центр - экстремум, причем минимум, так как канонические коэффициенты положительные.
Рисунок 2 - Поверхность зависимости недомолота коробочек клещевины от частоты оборотов вальца и зазора между вальцом и декой.
Воспользуемся формулами, связывающими значение факторов в кодированном масштабе (х,) с их значениями в натуральном масштабе (Х^:
X, - X,.
х, =
АЛ',
Л'. = Л'. + ДАТ..*..
¡=1
¡=1
где Х0 - основной уровень варьирования; АХ, - интервал варьирования; хй - координаты центра поверхности отклика.
Подставим в уравнение (17) их значения, определяем координаты центра поверхности отклика в натуральном масштабе:
(и) = 500 -100 ■ 0,044 = 500 - 4,4 = 495,6мин'1 х2 О) = 9 -1 • 0,601 = 8,4 мм х3(а) = 0 + 45-0 = 0°.
Таблица 6 - План 33 и результаты опытов по обмолоту третинок клещевины
Номер Натуральный Унк Ут
опыта масштаб (степень (степень
Х1 Х2 Хз недомолота травмиро-
зрелых ко- вания семян,
робочек, %) %)
1 400 4 45 0,6 5,9
2 400 4 0 0,1 5,5
3 400 4 -45 0,3 5,6
4 400 5 45 2,6 1,4
5 400 5 0 2,0 1,0
6 400 5 -45 2,2 1,1
7 400 6 45 18,2 0,8
8 400 6 0 17,6 0,5
9 400 6 -45 18,0 0,6
10 500 4 45 0,4 6,2
11 500 4 0 0 5,6
12 500 4 -45 0,2 5,8
13 500 5 45 1,4 1,2
14 500 5 0 1,0 1,0
15 500 5 -45 1,2 1,1
16 500 6 45 12,8 0,8
17 500 6 0 12,2 0,5
18 500 6 -45 12,4 0,7
19 600 4 45 0 8,0
20 600 4 0 0 7,6
21 600 4 -45 0 7,8
22 600 5 45 1,4 2,4
23 600 5 0 0,9 2,0
24 600 5 -45 1,1 2,1
25 600 6 45 12,8 1,2
26 600 6 0 12,0 0,8
27 600 6 -45 12,4 1,1
Таким образом, определены оптимальные кинематические параметры рабочих органов лущильного устройства при обмолоте зрелых коробочек клещевины.
Полный обмолот зрелых коробочек на третинки и семена с минимальным травмированием последних осуществляется при следующих показаниях изучаемых факторов:
- частота вращения обмолачивающего вальца п(Х1) = 495,6 мин'1. С уменьшением числа оборотов возрастает недомолот коробочек клещевины. Так, при п = 400 мин'1 и оптимальных значениях двух других факторов недомолот составляет 2 %;
- зазор между вальцом и декой лущильного устройства &'(Х2) = 8,4 мм. При увеличении зазора возрастает недомолот третинок. Так, при 5 = 9 мм и оптимальных значениях двух других факторов недомолот составляет 1,3 %;
- взаиморасположение деки относительно вальца а(Х3) = 0°. С изменением положения деки до 45° сте-
пень недомолота увеличивается до 0,6 %.
Исходным материалом для проведения опытов на лущильном устройстве вальцового типа, в основном состоящим из третинок, являлись навески по 5 кг вороха клещевины сорта Белореченская урожая 2005 г. Влажность вороха составляла 6,8 %. Зазоры между вальцом и декой, а также взаиморасположение деки относительно вальца устанавливали при помощи винтовых пар. Частоту вращения обмолачивающего вальца регулировали частотным преобразователем.
В соответствии с выбранным планом было выполнено 27 опытов. Эти опыты не дублировали.
Результаты определения недомолота третинок (унт) и травмирования семян (ут) в процентном отношении приведены в таблице 6.
Результаты экспериментальных исследований по определению качественных показателей обмолота и оптимизации параметров лущильного устройства обработали методом наименьших квадратов [1, 10].
Для оценки дисперсии опыта выполнили и шесть раз повторили опыт в центре плана. Число дублей центрального опыта выбрали с учетом возможного в дальнейшем перехода к планированию полинома второго порядка для построения модели (2).
Данные, необходимые для расчета дисперсии опыта, приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Исходные данные для расчета
Но- Степень недомолота Степень травмирования
мер третинок семян
дуб- Ау = Ау2 Ау = Ау2
ля g \У«8 -Уо\ \У«8 -уо\
1 1,7 0,48 0,2304 1,4 0,22 0,0484
2 1,7 0,48 0,2304 1,3 0,12 0,0144
3 1,3 0,08 0,0064 1,2 0,02 0,0004
4 1,2 0,02 0,0004 1,2 0,02 0,0004
5 0,8 0,42 0,1764 1,1 0,08 0,0064
6 0,6 0,62 0,3844 0,9 0,28 0,0784
уо = ЕАу2 = у о = ЕАу2 =
1,22 1,0284 1,18 0,1484
В данном случае дисперсия опыта определяется по формуле (3). Результаты расчета дисперсии опытов приведены в таблице 8.
По результатам всех реализованных опытов плана 33 рассчитали коэффициенты регрессии в натуральном виде для двух функций отклика: степени недомолота третинок и степени травмирования семян. Результаты расчета коэффициентов представлены в таблице 9.
Для облегчения расчетов [11], а также проверки значимости коэффициентов и адекватности моделей полученные коэффициенты регрессии в натуральном виде были переведены в кодированный.
Соответственно рассчитали дисперсии коэффициентов регрессии и доверительные интервалы
АЬ,■. Результаты расчетов приведены в таблице 10.
Коэффициенты Ь, , для которых выполняется ус-
ловие (6), следует признать статистически значимыми. Незначимые коэффициенты из модели можно исключить.
На основании (6) уравнение регрессии для степени недомолота третинок имеет вид:
Таблица 11 - Значения критерия Фишера (Г
Ун
= l,622x12 + 6,242x22 + 0,425x2 -
— 2, 156х1х2— 0,596х1 + 6,491х2. (18)
Таблица 8 - Результаты расчета дисперсии
Качественные показатели
Показатель степень степень трав-
недомолота мирования
третинок семян
Дисперсия опита Зу2 0,2057 0,0297
Среднеквадратичная ошибка опыта Зу 0,4535 0,1723
Дисперсия 33неад 3,6955 0,2275
Неадекватность S'2ea¿> 0,7391 0,0455
Таблица 9 — Коэффициенты уравнения регрессии
Коэффициент Качественные показатели
Степень степень
недомолота травмирования
третинок семян
Ь1 1,622 0,532
ъ2 6,242 2,132
Ь3 0,425 0,265
Ъ4 -2,156 -0,435
ъ5 0,006 -0,032
Ъб 0,019 -0,057
Ъ7 -0,596 0,588
Ъ8 6,491 -2,835
Ъ9 0,148 0,101
Ъш 0,169 0,946
Таблица 10 - Статистические оценки уравнений регрессии
Качественные показатели Дисперсия ^ Доверительный интервал АЪ1
Степень недомолота третинок 0,087 0,223
Степень травмирования семян 0,033 0,085
Уравнение регрессии для степени травмирования семян имеет вид:
ут = 0,532х1+2,132 х2+ 0,265х32 — 0,435х1х2+0,588х1— —2, 835х2+ 0,101х3 + 0,946. (19)
Адекватность моделей 18 и 19 проверяли по Е-критерию. Результаты проверки адекватности приведены в таблице 11.
Табличные значения критерия Фишера взяты при 5 %-ном уровне значимости [7].
Так как расчетные величины критерия Фишера меньше табличных значений, то на этом основании можно говорить об адекватности моделей 18 и 19.
Для анализа моделей (18, 19) их необходимо привести к так называемому каноническому виду. Процедура канонического преобразования моделей состоит из следующих этапов:
Значения критерия Фишера Качественные показатели
степень недомолота третинок степень травмирования семян
Расчетные 3,593 1,533
Табличные 4,740 4,740
1. Определяют координаты центра поверхности второго порядка (х1,, х2я х35) решением системы линейных уравнений, получающихся после приравнивания нулю первой производной у по каждому х, (11).
Для этого берем частные производные функций (18, 19) по независимым переменным и приравниваем их нулю. В результате получаем систему уравнений:
= В7 + 2 • В ■ X + В -х2+ В "X = 0
Ау Ах1
= в8+в4-х+ 2-в-х +в-x =° (20)
йхп
Ау
Ах,
= В9+В5 • х + В -х2+ 2 • В ~х3= 0.
Главный определитель системы
2 ■В1 В4 В5
Б = В4 2-В2 в6
В5 в6 2-В
(21)
Главные определители системы (21) двух функций (18, 19) не равны нулю, следовательно, изучаемые поверхности отклика имеют центр. Решая систему с помощью определителей, находим координаты центров поверхности отклика.
2. Находят значения отклика в новом центре (у,) -свободном члене канонического уравнения. Для этого, подставив в исходные уравнения (18, 19) значения координат поверхности отклика х1,, х2я х3,, находим значения параметров оптимизации в центре поверхности отклика.
3. Определяют величины канонических коэффициентов Во,-. Для этого составляем и решаем характеристическое уравнение (14).
Полученные результаты канонического преобразования моделей (18,19) сведены в таблицу 12.
Таблица 12 - Каноническое преобразование моделей для степеней недомолота третинок и травмирования семян
№ п/п Наименование показателей Степень недомолота третинок Степень травмирования семян
1 Координаты центра поверхности отклика (Хц) X, = -0,183 X, = -0,552 ж,- =0 х„= -0,293 х2, = 0,635 = -0,190
2 Свободный член канонического уравнения (у,) - 1,567 - 0,044
3 Канонические коэффициенты (ВО) - 0,425 1,383 6,481 0,265 0,503 2,161
4 Определитель системы (П) 30,471 2,308
3
Проверка правильности расчетов определяется по формуле (15). Для степени недомолота третинок:
= ¿¿,.,.=8,289. (22)
/=1 /=1
Для степени травмирования семян:
А А
£йВ = 2>,= 2.93. (23)
ы ы
Таким образом, в канонической форме уравнение (18) имеет вид:
V +1,567 = 0,425Х2 +1,3 83Х22 + 6,48хУ2. (24)
Поскольку коэффициенты уравнения (24) имеют одинаковые знаки, поверхность отклика - эллипсоид (рис. 3), а ее центр - экстремум, причем минимум, так как канонические коэффициенты положительны.
Недомолот, %
200 400 600 п, МИН"1
Рисунок 3 - Поверхность зависимости недомолота
третинок клещевины от частоты оборотов вальца и зазора между вальцом и декой
Уравнение (19) в канонической форме имеет вид:
у + 0,044 = 0.265 Л7,2 + 0,503Х22 + 2,16IX2. (25)
Поскольку коэффициенты уравнения (25) имеют одинаковые знаки, поверхность отклика - эллипсоид (рис. 4), а ее центр - экстремум, причем минимум, так как канонические коэффициенты положительны.
200 400 600 мин"1
Рисунок 4 - Поверхность зависимости
травмирования семян клещевины от частоты оборотов вальца и зазора между вальцом и декой
Воспользуемся формулами, связывающими значение факторов в кодированном масштабе (х) с их значениями в натуральном масштабе (X), и, подставив в уравнение (17) их значения для степени недомолота третинок, определяем координаты центра поверхности отклика в натуральном масштабе:
(л) = 500 -100 • ОД83 = 500 - 18,3 = 481,70лшн1 ,т2 (5-) = 5 - 1 ■ 0,552 = 5 - 0,552 = 4,45л/л/ ,т3 (а) = О + 45 • О = 0°
Подставив в уравнение (17) их значения для степени травмирования семян, определяем координаты
центра поверхности отклика в натуральном масштабе:
Xj (и) = 500 - 100 - 0,293 = 500 - 29,3 = 470,7мин'1 х2 (s) = 5 + 1 • 0,635 = 5 + 0,635 = 5,блин х3(аг) = 0-45-0,19 = -8,5°
Таким образом, определены оптимальные кинематические параметры рабочих органов лущильного устройства при обмолоте вороха клещевины в основном состоящем из третинок.
Установлено, что на качественные показатели обмолота (степень недомолота третинок и травмирования семян) существенно влияют все изучаемые факторы:
- снижение частоты вращения обмолачивающего вальца до n(x1) = 470,7 мин-1 и угла взаиморасположения вальца относительно деки a(x3) до - 8,5°, а также увеличение зазора между вальцом и декой до s(x2) = 5,6 мм относительно своих основных уравнений способствует снижению травмирования семян до 0,8 %;
- снижение частоты вращения обмолачивающего вальца до n(x1) = 481,7 мин-1 и зазора между вальцом и декой до s(x2) = 4,4 мм относительно своих основных уровней, позволяет уменьшить недомолот третинок до 0,9 %.
Литература
1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М. : Наука, 1976. - 279 с.
2. Бортников А. И., Савин А. Д., Матюша В. Г.
Шафоростов В. Д. Уборка клещевины с обработкой коробочек на стационаре // Технические культуры. -1988. - № 4. - С. 20-21.
3. Жукова А. В. Исследование технологии лущения коробочек клещевины // Отчет о законченной НИР. - Краснодар, 1968. - С. 151-174.
4. Ключников А. И. Результаты испытаний клещевинных лущилок // Сельхозмашины. - 1955. - № 12. - С. 4-7.
5. Мамонцев И. П. Исследование технологии лущения коробочек клещевины // Отчет о законченной НИР. - 1969 - С. 308-328.
6. Налимов В. В. Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. - М.: Наука, 1965. - 338 с.
7. Новик Ф. С., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов в металловедении. - М.: Машиностроение, 1980. - 304 с.
8. Пьяных В. П., Родимцев С. А. Снижение травмирования зерна при обмолоте // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2000. - № 12. - С. 4-6.
9. Резников А. А. Исследование и расчет аппарата для лущения клещевины // Тракторы и сельхозмашины. - 1964. - № 11. - С. 29-31.
10. Румшинский Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента. - М.: Наука, 1971. - 192с.
11. Юдин М. И. Планирование эксперимента и обработка его результатов. - Краснодар: КГАУ, 2004. - 239 с.
