CC BY
145
щенко. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. -700 с.
Шевченко Анатолий Павлович, кандидат техн. наук, доцент, Тарский филиал Омского ГАУ; Бегунов Максим Алексеевич, кандидат техн. наук, доцент, Тарский филиал Омского ГАУ, [email protected].
A.P. Krischenko. - M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2001. - 700 s.
Shevchenko Anatoliy Pavlovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Omsk GAU; Begunov Maxim Alexeevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Omsk GAU, [email protected]
Статья поступила в редакцию 11 марта 2016 г.
УДК 631.331.85 ГРНТИ 68.85.35
А.А. Кем, В.Л. Миклашевич
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ ТОЧНОГО ВЫСЕВА ДЛЯ МЕЛКОСЕМЕННЫХ КУЛЬТУР
Расширение посевов многолетних трав с высоким содержанием протеина сдерживается дефицитом семян этих культур. Одним из путей решения этой проблемы является повышение качества посева мелкосеменных культур на семена малыми нормами (2-4 кг/га). Применение серийно выпускаемых сеялок на посеве мелкосеменных трав не может обеспечить требуемую норму высева и приводит к перерасходу дефицитных дорогостоящих семян и снижению урожайности. На базе высевающего аппарата универсальной сеялки СУПН-8, состоящего из двух склепанных между собой дисков, различных по толщине, с выполненными в них сквозными отверстиями, разработан новый пневматический высевающий аппарат с установленной между дисками сеткой с ячейками меньше размера высеваемых семян. Установка сетки позволила в процессе высева аппаратом мелкосеменных культур исключить перетекание семян из зоны заполнения в вакуумную камеру. Для определения параметров и режимов работы нового высевающего аппарата проведены экспериментальные исследования в лабораторных условиях на имитационном стенде. Установлено, что количество выносимых одной ячейкой семян находится в прямой зависимости от величины вакуума. При любых диаметрах отверстий для получения умеренно загущенного посева (на 1 м2 - 50-60 растений). С учетом полевой всхожести их должно быть 6-8 шт. Такое количество семян было обеспечено при использовании диска с параметрами: толщина 2,0 мм, диаметр отверстий (ячеек) - 3 мм и величина вакуума - 0,155 МПа. В 2015 г. был изготовлен экспериментальный образец посевной секции и заложен полевой опыт. Проведенные наблюдения продемонстрировали работоспособность пневматического высевающего аппарата. Полное появление всходов люцерны наблюдалось на 12-й день, полевая всхожесть составила 78,8 %, на 1 погонном метре, в среднем взошло 33 растения при среднеквадратическом отклонении ±12 мм и коэффициенте вариации 52,1 %, что полностью соответствует агротребованиям. Применение модернизированной посевной секции с новым пневматическим высевающим аппаратом позволило при выполнении широкорядного посева снизить норму высева дефицитных мелкосеменных семян в 2 раза, а эксплуатационные затраты на 15-20 %.
Ключевые слова: сеялка, семена, посев, пневматический высевающий аппарат, компенсатор вакуума, вакуумная камера, мелкосеменные культуры.
A.A. Kem, V.L. Miklashevich
PNEUMATIC SOWING APPARATUS FOR PRECISE SOWING OF SMALL SEEDS CROPS
Increasing acreage under perennial grasses with high protein content is constrained by shortages of seeds these crops. One solution to this problem is the issue of improving the quality of sowing for seeds with small rates (2-4 kg/ha). Application of mass-produced seeders for sowing of small seed of grasses cannot provide the required sowing rate, this resulting in over expenditure of expensive seeds and decreasing yield. To ensure these
©. Кем А.А, Миклашевич В.Л., 2016
conditions on the basis of the sowing device universal seeder SUPM-8, which consists of two rivet interconnected disks of different thickness, and met them through holes, was developed a new pneumatic seed meter between the disks installed grid with mesh of the same size or larger than the sowing seeds. Setting the grid allowed in the process of seeding apparatus of small seed crops exclude flowing in the zone of seed filling in the vacuum chamber. To define parameters and modes of operation of the new sowing apparatus experimental studies on test bench were conducted. It was found that the number of seeds brought forth by a single mesh is directly related to the value of vacuum in all diameters of the holes. To get moderately dense sowing (1 m2 - 50-60 plants) according to the field germination quantity of plants should be 6-8. This amount of seeds was secured when using disk with the following parameters: thickness of 2.0 mm, diameter of holes 3 mm and the value of vacuum 0.155 MPa. In the year 2015 experimental sample seeding sections were produced, and the field experience started. The conducted experiments showed the availability of pneumatic sewing machine, the full emergence of alfalfa was observed at the 12-day, the field germination rate was 78.8 %, the number of plants per 1 linear meter in average was 33 with an average quadratic deviation ±12 mm and 52.1 % coefficient of variation that fully complies with agricultural requirements. The application of modernized sowing sections with new pneumatic sowing apparatus allowed under performing wide-row sowing to reduce sowing rate of expensive small seed by 2 times and operational costs by 15-20 %.
Keywords: seeder, seeds, sowing, pneumatic sewing apparatus, vacuum, compensator, vacuum chamber, smallseed crops.
Введение
Увеличение производства растительного кормового белка за счет расширения посевов многолетних трав с высоким содержанием протеина является путем повышения продуктивности животноводства. Во многом рост площадей под эти культуры сдерживается дефицитом семян, потребность в которых обеспечивается на 50-70 %.
Одна из главных задач при посеве сельскохозяйственных культур заключается в обеспечении наилучших условий прорастания семян, а также в получении их оптимальной густоты при равномерном размещении по площади питания, что, в свою очередь, зависит от качественной работы высевающей системы сеялки. Применение на посеве мелкосеменных трав серийно выпускаемых сеялок с различными по конструкции высевающими аппаратами и сошниками не может обеспечить требуемые норму высева (2-4 кг/га) и глубину заделки, что приводит к перерасходу дефицитных дорогостоящих семян и снижению урожайности [1, 2].
Цель исследования - повышение качества посева мелкосеменных культур на семена малыми нормами (2-4 кг/га) за счет совершенствования конструкции пневматического высевающего аппарата.
Материалы и методы
В лабораторно-экспериментальных исследованиях определяли параметры вертикально-дискового высевающего аппарата и режимы вакуума для обеспечения высева семян. Использовали лабораторный стенд для моделирования технологических режимов работы высевающего аппарата, установку для создания вакуума, циферблатный вакуумметр, секундомер, линейку. Исследования выполняли по методикам, ГОСТ 1.5-93, ОСТ 10.5.1-2000.
Результаты исследований
При разработке процесса посева исследования были направлены: на снижение нормы высева, повышение точности распределения семян в рядке и создание оптимальных условий для развития растений.
Вертикально-дисковый высевающий аппарат сеялки СУПН-8 состоит из двух склепанных между собой дисков, различных по толщине, с выполненными в них сквозными отверстиями. В процессе работы сеялки в зоне заполнения за счет создания разрежения в вакуумной камере семена прижимаются к отверстиям (ячейкам) со стороны тонкого диска и транспортируются в зону высева. Для высева пропашных культур (подсолнечник, кукуруза и др.) диаметр отверстий (ячеек) для выноса одного семени должен быть 3,0 мм и более. Семена мелкосеменных культур, например люцерны, горчицы, рапса и др., в 45-50 раз легче одной зерновки кукурузы, а по размерам почти в 20 раз мельче. Если не модернизировать конструкцию высевающего аппарата, семена из семенной камеры из-за создаваемого разрежения будут перемещаться в вакуумную камеру через сквозные отверстия в диске, что нарушит процесс высева.
Модернизация пневматического вертикально-дискового высевающего аппарата заключалась в установке между дисками сетки с ячейками, которые были меньше размера высеваемых семян. Задача сетки - в процессе работы высевающего аппарата препятствовать попаданию семян внутрь камеры разрежения [3]. На рис. 1 показано общее устройство разработанного пневматического высевающего аппарата и его основные узлы.
На рис. 2 показана конструкция нового высевающего диска с установленной между дисками сеткой с ячейками 0,4 х 0,4 мм.
Высевающий аппарат работает следующим образом: семена засыпаются в семенную камеру 2; вал 4, вращаясь по часовой стрелке, передает крутящий момент на высевающий диск 5. Вакуумный вентилятор (не показан) создает разрежение в зоне выреза прокладки 7 к ячейкам высевающего диска. При вращении высевающего диска 5 семена 13 западают в ячейки 9 и за счет разрежения воздуха удерживаются в них, придавливаясь к сетке 12, которая не позволяет перетекать семенам в вакуумную камеру.
При выходе ячейки высевающего диска из семенной камеры эластичный чистик 6 освобождает ее от «лишних» семян (рис. 3, б). Диск, вращаясь, переносит ячейку с семенами в зону высева, где разрежение отсутствует и семена выпадают в сошник под собственным весом (рис. 3, в).
А-А
Рис. 1. Общий вид пневматического высевающего аппарата: 1 - корпус; 2 - семенная камера; 3 - вакуумная камера; 4 - вал; 5 - высевающий диск; 6 - эластичный чистик; 7 - прокладка
Рис. 2. Заполнение ячеек семенами: 8 - диск с ячейками; 9 - ячейка; 10 - диск с отверстиями; 11 - отверстия; 12 - сетка; 13 - семена
Норму высева можно регулировать при помощи семенных дисков 5, имеющих различное количество ячеек на своей поверхности, и за счет изменения передаточного числа вращения высевающего диска.
Качество работы пневматической высевающей системы зависит от правильности определения конструктивных параметров и режимов работы. Для их уточнения были проведены экспериментальные исследования в лабораторных условиях на имитационном стенде. Стенд состоит из подвижного бесконечного ленточного транспортера с липкой лентой, электропривода высевающего аппарата и ленточного транспортера, КПП, прибора для создания вакуума, его компенсатора (регулятора) и циферблатного вакуумметра.
Величину разрежения в семенной камере регулировали с помощью компенсатора, а числовое значение определяли вакуумметром через штуцер, выведенный из вакуумной камеры высевающего аппарата.
Лабораторные исследования проводили по следующей методике: в корпус высевающего аппарата устанавливали диск с определенными параметрами и количеством ячеек, в бункер засыпали семена, устанавливали требуемый режим разрежения в вакуумной камере. Последовательно включали приводы транспортера и высевающего аппарата и производили высев на липкую ленту, после остановки транспортера учитывали количество семян, вынесенных одной ячейкой, данные заносили в журнал.
Опыт проводили с тремя типами дисков, на которых было по 12 отверстий диаметрами 2,0; 2,5; 3,0 мм. Величину вакуума устанавливали 1,08-3,05 кПа с шагом 0,6 кПа. Частоту вращения высевающего аппарата и скорость транспортера регулировали таким образом, чтобы при фиксации семян на липкой ленте расстояния между гнездами были 20 см. Учетный отрезок 3 м, повторность четырехкратная.
По результатам экспериментальных исследований было установлено, что количество выносимых семян одной ячейкой находится в прямой зависимости от величины вакуума, при любых диаметрах отверстий для получения умеренно загущенного посева (на 1 м2 - 50-60 растений) с учетом полевой всхожести их должно быть 6-8 шт. [4, 5]. Такое количество семян было обеспечено при использовании диска с параметрами: толщина 2,0 мм, диаметр отверстий (ячеек) 3 мм и величина вакуума 0,155 МПа.
По результатам математического и физического моделирования в отделе механизации ФГБНУ СибНИИСХ в 2015 г. был изготовлен экспериментальный образец пневматического высевающего аппарата и заложен полевой опыт (рис. 4). Проведенные лабораторно-полевые исследования на посеве люцерны позволили доказать работоспособность пневматического высевающего аппарата. При установленной норме высева 2,0 кг/га полное появление всходов люцерны наблюдалось на 12-й день, полевая всхожесть составила 78,8 %. На 1 погонный метр в среднем взошло 33 растения при среднем квадратическом отклонении ±12 мм и коэффициенте вариации 52,1 %, что полностью соответствует агротребованиям при возделывании мелкосеменных культур.
Рис. 4. Всходы люцерны (через 12 дней после посева)
Применение модернизированной посевной секции с новым пневматическим высевающим аппаратом позволило при выполнении широкорядного посева снизить норму высева дефицитных мелкосеменных семян в 2 раза, а эксплуатационные затраты на 15-20 %.
Выводы
По результатам проведенных исследований были обоснованы параметры и режимы работы пневматического высевающего аппарата:
- высевающий диск состоит из соединенных между собой дисков с установленной между ними для исключения проскакивания семян в вакуумную камеру сеткой с ячейками меньше размера семян (0,4 х 0,4 мм).
- диски различные по толщине: внутренний диск имеют толщину, равную приведенному диаметру семян высеваемых мелкосеменных культур;
- отверстия (ячейки) расположены по окружности диска и имеет форму усеченного конуса для люцерны (0тт = 3 мм).
Необходимое количество семян, выносимых одной ячейкой (от 3 до 5 штук), обеспечивалось при разрежении в вакуумной камере 0,155 МПа.
Список литературы
1. Кем, А.А. Обоснование параметров и режимов работы высевающего аппарата для высева мелкосеменных культур : автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.А. Кем. - Омск, 1992. - 16 с.
2. Домрачев, В.А. Модернизация сеялки точного высева для мелкосеменных культур / В.А. Домрачев, А.А. Кем, В.Л. Миклашевич // Вестн. Рос. академии сельскохозяйственных наук. - 2013. - № 5. - С. 71-73.
3. Патент на полезную модель № 154985 РФ МПК 01 С 7/04 «Пневматический высевающий аппарат» от 20.09.15 / А.А. Кем, В.Л. Миклашевич, М.С. Чекусов, Д.А. Голованов.
4. Гончаров, П.Л. Биологические аспекты возделывания люцерны / П.Л. Гончаров, П.А. Лубенец. -Новосибирск : Наука, 1985. - 255 с.
5. Олешко, В.П. Семеноводство люцерны на Юге Западной Сибири : монография / В.П. Олешко. - Барнаул : Изд-во Алтайского НИИСХ, 2006. - 108 с.
Кем Александр Александрович, кандидат техн. наук, Сибирский НИИ сельского хозяйства; Миклашевич Владимир Львович, кандидат техн. наук, Сибирский НИИ сельского хозяйства, [email protected].
References
1. Kem A.A. Obosnovanie parametrov i rezhimov rabotyi vyisevayuschego apparata dlya vyiseva melkosemennyih kultur: avtoref. dis. ... kand. tehn. nauk / A.A. Kem. - Omsk, 1992. - 16 s.
2. Domrachev V.A. Modernizatsiya seyalki tochnogo vyiseva dlya melkosemennyih kultur / V.A. Domrachev, A.A. Kem, V.L. Miklashevich // Vestn. Ros. akademii selskohozyaystvennyih nauk. - 2013. - № 5. - S. 71-73.
3. Patent na poleznuyu model № 154985 RF MPK 01 S 7/04 ot 20.09.15 «Pnevmaticheskiy vyisevayuschiy apparat» / A.A. Kem, V.L. Miklashevich, M.S. Chekusov, D.A. Golovanov.
4. Goncharov P.L. Biologicheskie aspektyi vozde-lyivaniya lyutsernyi / P.L. Goncharov, P.A. Lubenets. -Novosibirsk: Nauka. 1985. - 255 s.
5. Oleshko V.P. Semenovodstvo lyutsernyi na Yuge Zapadnoy Sibiri: monografiya / V.P. Oleshko - Barnaul: Izd-vo Altayskiy NIISH. - 2006. - 108 s.
Kem Aleksandr Aleksandrovich, Candidate of Technical Sciences, Siberian SRIA, [email protected]; Miklashevich Vladimir L'vovich, Candidate of Technical Sciences, Siberian SRIA.
Статья поступила в редакцию 20 января 2016 г.
УДК 631.363.2.:636.085.6 ГРНТИ 68.85.35
У.К. Сабиев, Р.Н. Амрин, А.Н. Кушнерик
КРАТКИЙ АНАЛИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ДОЗАТОРОВ
СЫПУЧИХ КОРМОВ
Поднимается проблема отсутствия дозирующей машины, которая обеспечивала бы большую производительность и меньший расход энергии и отвечала бы зоотехническим и технологическим требованиям современного производства кормовых смесей. Описаны блоки многокомпонентного дозирования известных и серийно выпускаемых установок для приготовления комбикормов. Точность многокомпонентного дозирования сыпучих кормов существенно повышается при вибрационном воздействии на дозируемый материал. Вибрационное воздействие приводит сыпучий кормовой материал в состояние
© Сабиев У.К., Амрин Р.Н., Кушнерик А.Н., 2016
