CC BY
67
Предположим, что дальность х полета необходимо ограничить 6 м. Это можно сделать подобрав длину /ВС кулисы ВС. Для этого от точки Ж3 (точка кривой х1 соответствующая 6 м) проведем вертикальную прямую до пересечения с кривой Хг Далее через эту точку проведем горизонтальную прямую Х1 , которая будет соответствовать проекции длины /ВС кулисыВ С на ось ох в данный момент времени. Длину /ВС найдем как:
' Т2
4Xl + YL = 'І1>042Щ 592 = 1,2 м,
где У1 - точка пересечения АЖ3 с кривой У1. Соответственно на части кривой Х1, расположенной выше Х1 , контакт частиц с рабочим органом будет отсутствовать, так как частицы перелетят его по траектории (15) с дальностью
полета х„.
Накладывая ограничения отрезков АБ и ВГ кривых Х1 и и на дальность х полета видно, что реальная дальность полета частицы будет описываться кривой ДЕЖИКЛ. В том случае, если такое распределение не удовлетворяет качеству выполнения технологического процесса, то необходимо изменять параметры и режимы работы предложенного устройства, добиваясь требуемых характеристик.
Выводы. В результате исследований разработан алгоритм определения параметров и режимов работы устройства для распределения сыпучих материалов при разбрасывании; изучена работа устройства для распределения льновороха, выполненного в виде кулисного механизма и получены графики изменения его параметров в процессе работы.
Литература.
1. Зеленко В.И. Послеуборочная обработка льновороха (рекомендации). - Торжок, 1988. - 41 с.
2. Ковалев М.М., Боярчук Ю.И. Повышение эффективности комбайновой уборкильна-долгунца (рекомендации). - Торжок, 1990. - 36 с.
3. Дьяконов В.П. Mathcad 11/12/13 в математике. Справочник. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 958 с., ил.
4. Кутасов А.Д. и др. Пособие по математике для поступающих в ВУЗы: Под ред. Г.Н. Яковлева. - М.: Наука, 1982. - 607 с.
5. ТаргС.М. Краткий курс теоритической механики: Учеб. для втузов. - 11-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1995. - 416с. ил.
6. Филогонов П.Ф. Справочник по высшей математике. - Киев: «Наукова Думка», 1974. - 744 с.
7. Черников В.Г., Порфирьев С.Г., Ростовцев Р.А.Очесывающие аппараты льноуборочных машин (теория, конструкция, расчет): Монография. - М.: «Издательство ВИМ», 2004. - 240 с.
STUDY OF THE PROCESS OF DISTRIBUTION OF SEPARATED FLAX HEAP WHEN SPREADING
M.M.Kovalev, R.A.Rostovtsev, D.Yu.Lachuga
Summary. Theoretical results of the device for the distribution of separated flax heap in a container designed as a link gear are discussed. Analytical dependences to determine the parameters and modes of such a mechanism, and the example of their calculation are given. Key words: the separated flax heap, link gear, distribution, speed, acceleration, range of movement of a particle.
УДК 631.33
РАЗРАБОТКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕ-ПОСЕВНОГО АГРЕГАТА АППН-2,1
С.Л. ДЁМШИН, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Д.А.ЧЕРЕМИСИНОВ, младший научный сотрудник НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. Предложена конструктивно технологическая схема агрегата для предпосевной обработки почвы и посева. Представлены техническая характеристика его опытного образца, результаты ведомственных испытаний и полевого опыта по определению эффективности осуществляемой им технологии обработки почвы и посева.
Ключевые слова: почва, предпосевная обработка, посев, комбинированный агрегат, эффективность.
Оптимальные сроки посева и качественный семенной материал в совокупности с правильной подготовкой почвы для посева, в процессе которой создается плотное, увлажненное ложе и рыхлый воздухопроницаемый посевной слой оптимальной глубины, - база для формирования высоких урожаев зерновых культур [1].
Одно из перспективных направлений модернизации сельскохозяйственной техники для растениеводства -разработка комбинированных агрегатов, которые за
один проход выполняют комплекс агротехнических операций.
В НИИСХ Северо-Востока предложена технология предпосевной обработки почвы и посева [4], для осуществления которой используется почвообрабатывающе-посевной агрегат, выполняющий за один проход предпосевную обработку почвы (в том числе полосное рыхление, культивацию, фрезерование и выравнивание), локальное внесение минеральных удобрений, посев зерновых культур и послепосевное прикатывание.
Цель нашего исследования - разработка опытного образца почвообрабатывающе-посевного агрегата и подтверждение эффективности его использования.
Условия, материалы и методы. Предварительные исследования показали, что в качестве почвообрабатывающей части машины рационально использовать бес-приводной ротационный рыхлитель, так как подобные агрегаты превосходят орудия с пассивными рабочими органами по качеству обработки почвы, а по сравнению с фрезами отличаются большей производительностью при меньшей энергоемкости.
При этом, согласно опытным данным, установка куль-тиваторных стрельчатых лап в 2 ряда между приводным и
Рисунок. Комбинированный агрегат для предпосевной обработки почвы и посева: а) вид сбоку; б) схема размещения рабочих органов: 1 - рама; 2 - ротор приводной; 3 - почвозацепы; 4 - опорные реборды; 5 - ускоряющая передача; 6 - культиваторные лапы; 7 - тукопроводы; 8 - измельчающий ротор; 9 - коробка передач; 10 - зернотуковый ящик; 11 - защитный кожух; 12 - семяпроводы; 13 - механизм регулировки глубины обработки; 14 - каток прикатывающий; 15 - выравниватель; 16 - механизм регулировки глубины посева; 17 - брус крепления сошников; 18 - сошники килевидные.
измельчающим роторами снижает на15.. .20 % скольжение приводного ротора и на 8.9 % - тяговое сопротивление ротационного рыхлителя, по сравнению со схемой размещения рабочих органов у рыхлителя РБР-4А [5, 6], а их установка посередине междуследий почвозацепов приводного ротора значительно уменьшает размеры орудия и позволяет использовать такие лапы в качестве сошников для внесения минеральных удобрений.
Для минимизации нежелательного изменения скольжения приводного ротора при изменении скорости движения агрегата или физических свойств почвы на крайних дисках приводного ротора установлены опорные реборды, которые обеспечивают постоянную глубину погружения приводного ротора в почву. В процессе исследований установлено, что увеличение скорости с 3,0 до 6,0 км/ч приводит к изменению скольжения приводного ротора при наличии опорных реборд на 18,1 %, в то время как в случае их отсутствия оно составляет не менее 38,8 %. При этом абсолютное значение величины скольжения приводного ротора снижается в 2,4-3,2 раза.
В ходе ведомственных испытаний опытного образца агрегата АППН-2,1 проводили определение агротехнических показателей его работы на предпосевной обработке почвы и посеве озимой ржи в условиях типичных для СевероВосточного региона европейской части России. Испытания проводили на среднесуглинистых почвах. Влажность почвы составляла 15 %, твердость - 0,9 МПа, плотность в слое
0...100 мм - 0,95 г/см3. Предшественник - чистый пар, за неделю до исследований вспаханный лемешным плугом ПЛН-3-35. Гребнистость поверхности поля - 56 мм.
Для подтверждения эффективности технологии, осуществляемой разработанным агрегатом, проведен полевой опыт по определению способов предпосевной обработки почвы и посева, обеспечивающих наиболее благоприятные условия для роста и развития растений яровой пшеницы при наименьших эксплутационных затратах. В ходе эксперимента эффективность применения агрегата АППН-2,1 сравнивали с рядом технологий предпосевной обработки почвы и посева, предполагающих проведение нескольких операций:
дискование (дискатор БДМ-2,2) с дополнительным боронованием (зубовые бороны БЗСС-1,0): культивация (культиватор КБМ-4,2); культивация с боронованием (культиватор КПС-4,0+ БЗСС-1,0).
Посев во всех перечисленных вариантах проводили сеялкой СЗУ-3,6.
После сбора урожая определяли коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) [7].
Опыт проводили на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве со следующими агрохимическими показателями: рН - 4,5; содержание гумуса - 1,89 % Р2О5 - 165 мг и К2О - 122 мг/кг почвы. Повторность - трёхкратная. Общая площадь делянки - 80 м2. Доза минеральных удобрений ^0Р60К60. Метеорологические условия, количество осадков и тепла были благоприятными для формирования урожая.
Результаты и обсуждение. Предложенная конструктивно-технологическая схема (см. рисунок) реали-зованав опытном образце почвообрабатывающе-посевного агрегата АППН-2,1. В качестве его почвообрабатывающей части использовали модернизированный бесприводной ротационный рыхлитель, а посевной части - зернотуковую сеялку рядового посева (табл.1).
Приводной ротор выполнен в виде вала с дисками, на каждом из которых закреплено по 8 почвозацепов, междисковое расстояние - 300 мм. Измельчающий ротор выполнен в виде фрезерного барабана диаметром 320 мм. Приводной и измельчающий ротора связаны между собой ускоряющей цепной передачей с передаточным отношением / = 2,75. Культиваторные стрельчатые лапы расположены в два ряда между приводным и измельчающим роторами. На задней части стоек культиваторных лап установлены тукопроводы, подающие удобрения под лезвие стрельчатой лапы.
Семенной ящик оборудован аппаратами катушечного типа с регулируемой длиной рабочей части катушки, туковый ящик - катушечными аппаратами штифтового типа. Привод механизма туко- и семявысевающих аппаратов осуществляется от приводного ротора через коробку пере-Таблица 1. Техническая характеристика агрегата АППН-2,1
Показатель I Значение
Производительность за 1 ч основного времени, га Рабочая скорость, км/ч Рабочая ширина захвата, м Глубина обработки почвы, см:
- приводным ротором
- стрельчатыми лапами
- измельчающим ротором Объём бункера для туков, дм3 Объём бункера для семян, дм3 Габаритные размеры, мм: длина ширина высота
Масса агрегата, кг
Агрегатируется с тракторами тягового класса______________________________
1,4...2,0 6.10 2,1
12.15
6.12
4.8
120
250
2450
2600
1850
1020
1,4 и 2,0
Таблица 2. Энергетическая эффективность различных способов предпосевной обработки почвы и посева яровой пшеницы
Технология предпосевной обработки почвы и посева Тру- доем- кость, чел.-ч/ га Расход топлива, кг/ га Затраты энергии на предпосевную обработку почвы и посев, МДж/га Уро- жай- ность, т/га Удельные эксплуа- таци- онные затраты, руб/га Получено обменной энергии, ГДж/га За- траты энер- гии, ГДж/га Коэффициент энергетической эф-фектив-ности
Культивация почвы КПС-4,0+БЗСС-1,0; посев СЗУ 3,6 0,77 6,50 612 2,92 511 48,50 20,77 2,36
Культивация почвы КБМ 4,2; посев СЗУ 3,6 0,69 6,42 598 3,02 490 50,16 20,80 2,44
Дискование почвы БДМ 2,2; боронование почвы БЗСС-1,0 посев СЗУ 3,6 0,87 7,05 796 2,93 648 48,67 20,96 2,35
Почвообрабатывающепосевной агрегат АППН-2,1 0,50 5,88 445 3,09 478 51,32 20,32 2,53
дач и обеспечивает норму высева семян зерновых культур 50.400 кг/га, минеральных удобрений - 40.150 кг/га.
Килевидные сошники расположены в один ряд. В качестве поводков их крепления использованы прицепы пружин кручения, установленных на брусе в задней части защитного кожуха. Регулировка глубины заделки семян осуществляется при помощи винтового механизма, перемещающего сошниковый брус в вертикальной плоскости.
При поступательном движении почвозацепы приводного ротора, принудительно перекатываясь под действием тяговой силы трактора, рыхлят почву полосами и одновременно через ускоряющую передачу приводят во вращение измельчающий ротор. Стрельчатые культиваторные лапы подрезают и рыхлят пласт почвы в необработанных после прохода приводного ротора междурядьях и одновременно через туконаправители в почву подаются минеральные удобрения. Далее Г-образные ножи измельчающего ротора интенсивно измельчают верхний слой почвы на глубину, превышающую на 2.4 см глубину посева семян зерновых культур. Неровности микрорельефа сглаживает выравниватель. Килевидные сошники формируют в зонах локального внесения туков семенные ложа, в которые подаются семена. Каток производит послепосевное прикатывание для обеспечения лучшего контакта высеянных семян с почвой.
Ведомственные полевые испытания работы агрегата показали, что машина устойчиво выполняет предпосевную обработку почвы и посев озимой ржи согласно агротехническим требованиям, выдерживает рабочую ширину захвата и установочную глубину обработки. При этом крошение почвы (по фракциям) составило: менее 3 мм - 53,2 %, от 3
до 10 мм - 33,0 %, от 10 до 25 мм - 11,4 %, более 50 мм -нет. Плотность почвы после прохода агрегата равнялась 1,25 г/см3, гребнистость поверхности - 18 мм. Отклонение фактической нормы высева семян от заданной не превышало 1,24 %. Средняя глубина заделки семян составила 37,1 мм при среднеквадратичном отклонении ±2,79 мм и коэффициенте вариации 7,5%.
Результаты полевого опыта по определению технологии предпосевной обработки почвы и посева, обеспечивающей наиболее благоприятные условия для роста и развития растений яровой пшеницы свидетельствуют (табл. 2), что использование почвообрабатывающепосевного агрегата АППН-2,1 снижает трудоемкость - на 27,5.42,5 %, расход топлива - на 8,4.16,6 %, удельные эксплуатационные затраты - на 2,5.26,2 % и позволяет увеличить урожайность в среднем на 6,8.8,2 %. Это дало возможность обеспечить наиболее высокий среди рассматриваемых технологий коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) равный 2,53.
Выводы. Разработан агрегат для предпосевной обработки почвы и посева, обеспечивающий в процессе одного технологического прохода выполнение предпосевной обработки почвы, внесение минеральных удобрений, посев зерновых культур и послепосевное прикатывание, использование которого дает возможность снизить удельные эксплуатационные затраты без ущерба для качества выполняемых операций. Полевые испытания опытного образца почвообрабатывающе-посевного агрегата АППН-2,1 показали, что он выполняет предпосевную обработку почвы и посев зерновых согласно агротехническим требованиям.
Литература.
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. Методическое руководство. Под ред.В.И Кирюшина, А.Л. Иванова. - М.:ФГНУ "Росинформагротех", 2005. - 784 с.
2. Юнусов Г.С., Гилязов Р.М., Майоров А.В. Комбинированный агрегат для предпосевной подготовки почвы//Вестник Казанского ГАУ. - 2010. - № 4 (18). - С.113-115.
3. Юнусов Г.С., Валиев А.Р., Гилязов Р.М., Майоров А.В. Исследования работы комбинированного агрегата для предпосевной подготовки почвы под посев мелкосеменных культур//Вестник Казанского ГАУ. - 2011. - № 2 (20). - С. 112-114
4. Патент № 2436271. РФ. Способ обработки почвы и посева и устройство для его осуществления. бИ №35, 2011.
5. Зволинский В.Н., Антошин А.П., Савин В.П. Испытания ротационного бесприводного рыхлителя РБР-4 // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1990. - № 12. - С. 21-23.
6. Дёмшин С.Л., Владимиров Е.А. Разработка и результаты исследований комбинированного агрегата для предпосевной обработки почвы//Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2008. №11. - С. 229...235.
7. Методическое пособие по определению энергозатрат при производстве продовольственных ресурсов и кормов для условий Северо-Востока европейской части Российской Федерации / Ф.Ф. Мухамадьяров, В.А. Фигурин, В.П. Ашихмин и др. - Киров: НИИСХСеверо-Востока, 1997. - 62 с.
WORKING OUT AND RESULTS OF TESTS SOIL-CULTIVATING AND SOWING COMBINED IMPLEMENT АППН-2,1
S.L. Diomshin, D.A. Cheremisinov
Summary. The constructive-technological scheme of the combined implement for the soil cultivation and sowing is offered. The engineering characteristics of a pre-production model of the combined implement, results of its departmental tests and field experiment data by definition of efficiency of technology of a soil cultivation and sowing are presented.
Key words: cultivation, sowing, combined implement, efficiency.
