CC BY
20
УДК 633.63:631.5
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СОШНИКА СВЕКЛОВИЧНОЙ СЕЯЛКИ
К. З. Кухмазов, доктор технических наук, профессор; А. И. Зябиров, кандидат технических наук; Е. К. Цибизов, инженер
ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, Россия, е-mail: [email protected]
Приведены некоторые результаты полевых исследований свекловичных сеялок. Выявлено, что не более 70 % семян сахарной свёклы укладываются на заданную глубину заделки (по агротехническим требованиям не менее 77 %), что связано с несовершенством работы сошниковой группы. Для обеспечения равномерности заделки семян по глубине в соответствии с агротехническими требованиями предложена новая конструкция полозовидного сошника, отличительной особенностью которого является наличие уплотняющего ролика. Описаны конструкция и способ работы полозовидного сошника с уплотняющим роликом; в ходе лабораторно-полевых исследований установлены рациональные значения его конструктивных и режимных параметров.
Ключевые слова: сахарная свёкла, посев, глубина заделки семян, равномерность заделки, полевые исследования, сошник, свекловичная сеялка, уплотняющий ролик, диаметр, обоснование параметров.
При посеве семян сахарной свёклы каждая сошниковая группа посевного агрегата должна обеспечивать постоянную глубину заделки, плотность посевного ложа и условия для достаточного обеспечения семян кислородом и влагой. Как показывает опыт эксплуатации посевных агрегатов, семена имеют значительный разброс по глубине заделки из-за несовершенства конструкции полозовидного сошника, что приводит к снижению урожайности сахарной свёклы.
4
Рис. 1. Полозовидный сошник свекловичной сеялки: 1 - корпус сошника; 2 - наральник; 3 - удлинённые щёки сошника; 4 - уплотняющий ролик; 5 - догружающая пружина
Для решения этой проблемы в Пензенском государственном аграрном университете разработан полозовидный сошник свекловичной сеялки, состоящий из корпуса 1 (рис.1) с наральником 2, за корпусом сошника на удлинённых щёках сошника 3
установлен подпружиненный уплотняющий ролик 4, рабочая поверхность которого вогнута в сторону несущего его основания (центра), что позволяет сдавливать стенки бороздки вместе с семенами.
При движении свекловичной сеялки наральник 2 полозовидного сошника сдвигает сухой слой почвы в обе стороны и открывает во влажном слое бороздку (ложе), на которую укладываются семена, поступающие из высевающего аппарата. Уплотняющий ролик 4 под действием собственного веса и догружающей пружины катится по открытой наральником полозовидного сошника бороздке, сдавливая её стенки и тем самым формируя валик земли из влажной почвы, что обеспечивает одинаковую глубину заделки семян, причём при вращении ролика 4 в зоне его контакта с почвой практически не возникают горизонтальные составляющие сил, стремящиеся сдвинуть почву с семенами в продольном направлении [5, 10, 12].
Лабораторными исследованиями, проведёнными с применением методики планирования многофакторного эксперимента, были оптимизированы три наиболее существенных конструктивных и режимных параметра полозовидного сошника с уплотняющим роликом [7, 12]:
- расстояние от носка выталкивателя высевающего аппарата до оси уплотняющего ролика L - в пределах 80-150 мм;
- поступательная скорость перемещения секции с полозовидным сошником V,« -от 0,8 м/с до 2,2 м/с;
- диаметр уплотняющего ролика D - от 55 до 70 мм.
Для обоснования возможности применения предлагаемого полозовидного сошника с уплотняющим роликом в реальных условиях и уточнения значений его конструктивных и режимных параметров были проведены лабораторно-полевые исследования в свеклосеющих хозяйствах Каменского района Пензенской области.
В задачу исследований входило изучение зависимости глубины заделки семян от расстояния от носка выталкивателя высевающего аппарата до оси уплотняющего ролика (L, мм); диаметра уплотняющего ролика (Ф, мм), поступательной скорости перемещения секции с полозовидным сошником (Цм, м/с).
Для закладки опыта был выбран ровный однородный участок, на котором в дни проведения посева семян сахарной свеклы в трех местах были определены влажность почвы и ее твердость общепринятыми методами, соответствующими ГОСТ 28268-89 и ГОСТ 28168-89, на глубине 0-5 см, 5-10 см, а также 10-15 см [1, 2]. Данные замеров приведены в таблице.
Характеристика участка
Для проведения эксперимента были выбраны учетные делянки на расстоянии 50 м от поворотной полосы (края поля). Ширина учётной делянки равна ширине захвата машины при длине 20 м.
Поступательную скорость движения посевного агрегата Цм на каждой учетной делянке определяли с помощью установленного в кабине трактора спутникового GPS-навигатора.
Лабораторно-полевые исследования проводились в соответствии с ОСТ 10.5.1-2000. «Испытание сельскохозяйственной техники. Посевные и посадочные машины. Методы оценки функциональных показателей».
На каждой учетной делянке после прохода сеялки осторожно вскрывали рядки, послойно смещая почву поперёк хода сеялки до нахождения семян в каждом рядке. Затем со стороны ненарушенной поверхности почвы, вдоль рядка накладывали линейку так, чтобы один её край расположился над рядком вскрытых семян, и измеряли расстояние от семян до нижней стороны линейки. Погрешность измерения ±1 мм [1, 2].
Результаты исследований. При проведении исследований по определению зависимости равномерности заделки семян от расстояния между носком выталкивателя и осью уплотняющего ролика L значение L изменяли от 92 мм до 122 мм с интервалом 10 мм. Рабочая скорость посевного агрегата Цм и диаметр уплотняющего ролика ф оставались постоянными, соответствующими оптимальным значениям, полученным лабораторными исследованиями (Цм = 1,4 м/с, ф = 62 мм).
По результатам обработки опытных данных строили график равномерности глубины заделки семян (рис. 2).
Корреляционная связь между равномерностью заделки семян Кс и расстоянием от носка выталкивателя высевающего аппарата до оси уплотняющего ролика L выражается уравнением параболической функции
Кс = -225,197+5,4345±-0,0242±2. (1)
Из полученных данных можно сделать вывод о том, что при минимальном расстоянии от носка выталкивателя высевающего аппарата до оси уплотняющего ролика, количество семян, заделанных на заданную глубину, составляет меньше 77 %. Это связано с тем, что уплотняющий ролик создаёт перед собой клин почвы, на который падает часть семян. Наилучшие показатели равномерности глубины заделки семян достигаются при L = 112 мм. При дальнейшем увеличении L равномерность глубины заделки семян снижается, так как в семенное ложе начинает сваливаться почва, вытесненная при движении сошника, забивая ролик и создавая почвенный клин.
При определении зависимости равномерности заделки семян по глубине от диаметра уплотняющего ролика Ф (рис. 3) рабочая скорость агрегата равнялась 1,4 м/с, а расстояние от носка выталкивателя вы-
Показатель Значение показателя
1. Механический состав и тип почвы Чернозем типичный среднемощный тяжелосуглинистый
2. Рельеф Уклон до 2 %
3. Влажность почвы, %, в слое, см от 0 до 5 включ. св. 5 до 10 включ. св. 10 до 15 включ. 18,1-22,2 22,6-24,5 22,8-25,1
4. Твердость почвы, МПа, в слое, см от 0 до 10 включ. св. 10 до 20 включ. св. 20 до 30 включ. 0-2,0 2,0-2,3 2,3-2,5
5. Засоренность участка сорными растениями, шт./м2, высотой: до 100 мм свыше 100 мм 4,5 2
Нива Поволжья № 4 (45) ноябрь 2017 165
Рис. 2. Зависимость равномерности заделки семян Кс от расстояния между носком выталкивателя высевающего аппарата и осью уплотняющего ролика, L
севающего аппарата до оси уплотняющего ролика 112 мм. Были изготовлены уплотняющие ролики с диаметрами 55, 60, 65 и 70 мм.
Корреляционная связь Кс между количеством семян, заделанных на заданную глубину, и диаметром уплотняющего ролика D выражается уравнением параболической функции
Кс = -580,575+20,651D-0,161D2.
(2)
Полученные результаты свидетельствуют о том, что качественные показатели работы уплотняющего ролика удовлетворяют агротехническим требованиям при его диаметре D = 64 мм. При диаметре меньше 60 мм уплотняющий ролик плохо
i s ю
Е е
X
i* га , -
ra fi
" I
I £ _ü I
и: ra о =; '!=> ra ai Ч
га i-
га
■
R4
В К
АО
7S
75
74
72
э= ш
'XI -
со S
о =
ш X
н ш
0 — га о
1 & В
о о
Щ fc
70
в£
5«
-*-1-*-1-*-1-*-1-*-1---1-*-1-*-1-*-
о У
___1___1___i___J___1___¡___i___1___
Е-4 Е-5 БЕ 50 52 54 5? 6Е 70
Диаметр уплотняющего роликаО. мм
Рис. 3. Зависимость равномерности заделки семян по глубине Кс от диаметра уплотняющего ролика D
72
Рис. 4. Зависимость равномерности заделки семян Кс от рабочей скорости
посевного агрегата Vм
вращается и создаёт перед собой почвенный клин, что приводит к снижению равномерности заделки семян.
При определении зависимости равномерности заделки семян от рабочей скорости посевного агрегата Vм (рис. 4) устанавливали: расстояние от носка выталкивателя высевающего аппарата до оси уплотняющего ролика L = 112 мм, диаметр уплотняющего ролика D = 64 мм. Рабочую скорость посевного агрегата Vм изменяли в пределах 1,2-1,8 м/с с интервалом 0,2 м/с.
Корреляционная связь между равномерностью заделки семян Кс и рабочей скоростью движения посевного агрегата Vм выражается уравнением параболической функции
Кс % = 23,8+81,05• Vм -28,75^ Vм
(3)
При рабочих скоростях свыше 1,65 м/с количество семян, заделанных на заданную глубину, снижается. Это связано с тем, что уплотняющий ролик не успевает перекатываться по бороздке, перед роликом создаётся почвенный клин.
Как показывают результаты лабора-торно- полевых исследований, предлагаемый полозовидный сошник с уплотняющим роликом устойчиво выполняет технологический процесс заделки семян сахарной свёклы при расстоянии между носком выталкивателя высевающего аппарата и осью уплотняющего ролика L от 105 до 120 мм, диаметре уплотняющего ролика D от 60 до 68 мм, рабочей скорости посевного агрегата Vм от 1,2 до 1,65 км/ч.
Литература
1. ГОСТ 31345-2007. Сеялки тракторные. Методы испытаний. - М.: Росинформагротех, 2007. -65 с.
2. ГОСТ Р 52778-2007. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки. - М.: Изд-во стандартов, 2007. - 28 с.
3. Зыкин, Е. С. Способ посева пропашных культур с разработкой катка-гребнеобразователя/ ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА, 2007.
4. Ларюшин, Н. П. Посевные машины. Теория, конструкция, расчёт / Н. П. Ларюшин, А. В. Мач-нев, В. В. Шумаев и др. // Международный журнал аграрного образованя. - 2010. - № 12. - 64 с.
5. Пат. № 155063 Российская Федерация, МПК7: А01С7. Полозовидный сошник свекловичной сеялки / Цибизов Евгений Константинович, Зябиров Али Ильясович, Кухмазов Кухмаз Зейдулае-вич; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».
6. Зябиров, А. И. Теоретические исследования процесса поперечного копирования корнеплодов сахарной свеклы / А. И. Зябиров, К. З. Кухмазов // Нива Поволжья. - 2008. - № 3. - 55-57 с.
7. Кухмазов, К. З. Теоретическое обоснование параметров уплотнительного ролика полозо-видного сошника свекловичной сеялки / К. З. Кухмазов, А. И. Зябиров, Е. К. Цибизов // Нива Поволжья. - 2017. - № 2 (43). - 67-70 с.
Нива Поволжья № 4 (45) ноябрь 2017 167
8. Физико-механические свойства растений, почвы и удобрений. Методы исследований, приборы, характеристика. - М.: Колос, 1970. - 371 с.
9. Цибизов, Е. К. Качественные показатели посева сеялки сахарной свеклы / Е. К. Цибизов, К. З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК: Всероссийской науч.-практч. конф. Том2. - Пенза: РИО ПГСХА, 2014.
10. Цибизов, Е. К. Модернизированный сошник сеялки ССТ-12В / К. З. Кухмазов, Е. К. Цибизов // Сборник статей 2-й междунар. науч-практ. конф. - Пенза: РИО ПГСХА, 2015.
11. Цибизов, Е. К. Определение давления, требуемого для уплотнения почвы уплотняющим роликом / Е. К. Цибизов, К. З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК: Сборник статей Международной науч.-практ. конф. молодых учёных, посвященной 65-летию ПГСХА. Том 2 - Пенза: РИО ПГСХА, 2016.
12. Цибизов, Е. К. Совершенствование конструкции полозовидного сошника свекловичной сеялки / Е. К. Цибизов, К. З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК: Сборник статей Международной науч.-практ. конф. молодых учёных, посвященной 65-летию ПГСХА. Том 2 - Пенза: РИО ПГСХА, 2016.
13. An Economic Analysis of Fertilizer and Seeding Rates for Spinach Production in Eastern Oklahoma // Bulletin B. Oklahoma Agricultural Experiment Station, 1962. - P. 15.
14. Fertilizer Use Under Multiple Cropping Systems: Report of an Expert Consultation Held in New Delhi, 3-6 February 1982 // Food & Agriculture Org., 1983. - P. 210.
15. Mathcad 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows. Перевод с англ. - М.: ИИД Филинъ, 1996. - P. 712.
16. Comparison of the Use of TxDOT Seeding Mixes and Fertilizer Rates to the Use of Native GrassTechnical report. / Texas Transportation Institute // Texas A & M University System, 2007. - P. 58.
17. Werner, A. Precision Agriculture: Herausforderung an integrative Forschung, Entwicklung und Anwendung in der Praxis / A. Werner, A. Jarfe (Ed.) // Tagungs- band zu Precision Agriculture, 13-15 Marz 2002 in Bonn. KTBL-Sonderveroffent- lichung 038. - KTBL Darmstadt. - 2002. - P. 522.
UDK 633.63:631.5
THE RESULTS OF STUDIES OF EXPERIMENTAL OPENER OF BEET SEEDER
K.Z. Kukhmazov, doctor of technical sciences, professor;
A.I. Zyabirov, candidate of technical sciences; Ye.K. Tsibizov, engineer
FSBEE HE Penza SAU, Russia, e-mail: [email protected]
The article deals with some results of field testing of beet seeders. It is revealed that not more than 70% of sugar beet seeds are placed at a given depth of embedment (according to the agricultural requirements - not less than 77 %), because of poor operation of the opener section. To provide the uniformity of seeding depth in accordance with the agro-technical requirements a new design boat-shaped opener is proposed, the distinguishing feature of which is the presence of the sealing roller. The design and method of operation of boat-shaped opener with the sealing roller is described in the article; the laboratory and field testing have established the rational values of its constructive and operating parameters.
Key words: field testing, opener, sugar beet, sowing, seed depth, sealing roller, diameter, reasoning for parameters.
References:
1. GOST 31345-2007. Tractor seeders. Test methods. - M.: Rosinformagrotech, 2007. - 65 p.
2. GOST R 52778-2007. Agricultural machinery testing. Methods of operational-technological evaluation. - M.: Publishing house of standards, 2007. - 28 p.
3. Zykin, Ye. S. Method of planting row crops with the development of rink-rotary cultivator/ FSBEE HPT Ulyanovsk SAA, 2007.
4. Laryushin, N. P. Sowing machine. Theory, design, calculation / N. P. Laryushin, A. V. Machnev, V. V. Shumayev et al. / / International journal of agricultural education. - 2010. - № 12. - 64 p.
5. Pat. No. 155063 Russian Federation MPK7: A01C7. Boat-shaped opener in beet planter / Tsibizov Yevgeny Konstantinovich, Zyabirov Ali Ilyasovich, Kukhmazov Kukhmas Saidullayevich; applicant and patent holder FSBEE HPT "Penza SAA".
6. Zyabirov, A. I. Theoretical research of the process of transversal of sugar beet roots / A. I. Zyabirov, K. Z. Kukhmazov // Niva Povolzhya. - 2008. - No. 3. - 55-57 p.
7. Kukhmazov, K. Z. Theoretical reasoning for the parameters of the sealing roller of boat-shaped opener of beet planter / K.Z. Kukhmazov, A. I. Zyabirov, Ye. K. Tshibizov // Niva Povolzhya. - 2017. -№ 2 (43). - P. 67-70.
8. Physico-mechanical properties of plants, soil and fertilizers. Research methods, instruments, features. - M.: Kolos, 1970. - 371 p.
9. Tsibizov, Ye. K. Qualitative indicators of sowing with sugar beet seeder/ K.Ye. Tsibizov, K. Z. Kukhmazov // Contribution of young scientists in innovative development of agriculture: All-Russian sci-entific.-practical conference. Volume 2. - Penza: EPD PSAA, 2014.
10. tShibiZov, Ye. K. Upgraded seeder opener SST-12V / K.Z. Kukhmazov, Ye. K. Tsibizov // Collected papers of the 2nd International scientific-practical conference. - Penza: EPD PSAA, 2015.
11. Tsibizov, Ye. K. Determination of pressure required for soil compaction with the sealing roller / Ye. K. Tsibizov, K. Z. Kukhmazov // Contribution of young scientists in innovative development of agriculture: Collection of articles of International scientific.-practical conference of young scientists, dedicated to the 65th anniversary of PSAA. Volume 2 Penza: EPD PSAA, 2016.
12. Tsibizov, Ye. K. Improving the design of boat-shaped opener of beet planter / Ye.K. Tsibizov, K. Z. Kukhmazov // Contribution of young scientists in innovative development of agriculture: Collection of articles of International scientific.-pract. conference of young scientists, dedicated to the 65th anniversary of PSAA. Volume 2 Penza: EPD PSAA, 2016.
13. An Economic Analysis of Fertilizer and Seeding Rates for Spinach Production in Eastern Oklahoma // Bulletin B. Oklahoma Agricultural Experiment Station, 1962. - P. 15.
14. Fertilizer Use Under Multiple Cropping Systems: Report of an Expert Consultation Held in New Delhi, 3-6 February 1982 // Food & Agriculture Org., 1983. - P. 210.
15. Mathcad 6.0 PLUS. Financial, engineering and scientific calculations in Windows. Translated from English. - M.: IID Filin, 1996. - 712 p.
16. Comparison of the Use of TxDOT Seeding Mixes and Fertilizer Rates to the Use of Native GrassTechnical report. / Texas Transportation Institute // Texas A & M University System, 2007. - P. 58.
17. Werner, A. Precision Agriculture: Herausforderung an integrative Forschung, Entwicklung und Anwendung in der Praxis / A. Werner, A. Jarfe (Ed.) // Tagungs- band zu Precision Agriculture, 13-15 Marz 2002 in Bonn. KTBL-Sonderveroffent- lichung 038. - KTBL Darmstadt. - 2002. - P. 522.
УДК 631.3.07+621.892
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЕХНИКИ В УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА
И. А. Спицын, доктор техн. наук, профессор; А. А. Орехов, канд. техн. наук, доцент; А. В. Поликанов, канд. техн. наук, доцент; Е. Г. Рылякин*, канд. техн. наук, доцент
ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, Россия, т. 8 (8412) 62-84-64, e-mail: [email protected]; *ФГБОУ ВО «Пензенский ГУАС», Россия
Представлена оценка эффективности работы тракторов с позиции топливной экономичности их дизелей, особенно в области отрицательных температур атмосферного воздуха. Повышение топливной экономичности двигателей тракторов возможно за счет поддержания рациональных температур масел в агрегатах гидросистемы и трансмиссии путем применения систем терморегулирования данных агрегатов.
Ключевые слова: агрегат, трактор, температура масла, гидросистема, трансмиссия, потери мощности, топливная экономичность дизеля, терморегулирование.
Введение. На современном этапе наиболее острой становится проблема повышения ресурса агрегатов транспорт-но-технологических машин, в частности на базе тракторов, и экономии топливно-смазочных материалов (ТСМ). Затраты на ТСМ существенно влияют на экономику хозяйств, поскольку стоимость их составляет около трети всех расходов на содержание машинно-тракторного парка [1].
Известно, что температурное воздействие окружающего воздуха на функциональность транспортно-технологических машин, и в том числе тракторов, в период их
интенсивного применения носит непростой характер и зависит от множества факторов и условий [2-3]. До настоящего времени недостаточно изучена количественная связь между температурой масла и изменением технических и экономических показателей работы таких высоконагруженных систем техники, как, например, гидросистема или трансмиссия.
В смазочной системе механических трансмиссий нагрузочно-скоростной и температурный режимы работы связаны определенной зависимостью друг от друга. Процессы, протекающие в такой трансмиссии с выделением значительного количе-
Нива Поволжья № 4 (45) ноябрь 2017 169
