СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИЕМОВ РАЗРАБОТКИ ТЕХНИКИ ДЛЯ СЕМЕНОВОДСТВА ГИБРИДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 631.3, 633.63

DOI: 10.24412/CL-35807-2024-1-39-42

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИЕМОВ РАЗРАБОТКИ ТЕХНИКИ ДЛЯ СЕМЕНОВОДСТВА ГИБРИДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Нагайцев В. М., инженер инжинирингового центра ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет Г. Ф. Морозова», e-mail: [email protected] Бартенев И. И., руководитель отдела семеноводства и семеноведения с механизацией семеноводческих процессов ФГБНУ «ВНИИСС им. А. Л. Мазлумова», e-mail: [email protected] Лысыч М. Н., главный инженер инжинирингового центра ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет Г. Ф. Морозова», e-mail: [email protected] Воскобойник М. Ю., инженер инжинирингового центра ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет Г. Ф. Морозова», e-mail: [email protected] Болгов А. В., студент ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет Г. Ф. Морозова», e-mail: [email protected]

IMPROVING TECHNIQUES FOR DEVELOPING TECHNOLOGY FOR SEED PRODUCTION OF SUGAR BEET HYBRIDS

Nagaytsev V. M., engineer of the engineering

center of Voronezh State University of Forestry

and Technologies named after G. F. Morozov,

e-mail: [email protected]

Bartenev I. I., head of the department of seed

production and seed science with mechanization

of seed production processes FGBNU VNIISS

named after A. L. Mazlumova,

e-mail: [email protected]

Lysych M. N., chief engineer of the engineering

center of Voronezh State University of Forestry

and Technologies named after G. F. Morozov,

e-mail: [email protected]

Voskoboynik M. Yu., engineer of the engineering

center of Voronezh State University of Forestry

and Technologies named after G. F. Morozov,

e-mail: [email protected]

Bolgov A. V., student of Voronezh State University

of Forestry and Technologies named after

G. F. Morozov, e-mail: [email protected]

Аннотация. Сахарная свекла является единственным источником получения сахара в России. Сегодня стоит стратегическая задача по импортозамещению, включающая не только возобновление отечественной селекции сахарной свеклы, но и обеспечение хозяйств современными отечественными средствами механизации процесса выращивания семян. Анализ состояния механизации в такой специфической области

Для получения семян в семеноводстве сахарной свеклы используют три основных способа: безвысадочный, высадочный и пересадочный.

Исследованиями ВНИИСС было установлено, что организация более эффективного семеноводческого процесса может быть возможна с переходом на современные приемы ведения высадочного семеноводства с использованием мелкого посадочного материала л етнего срока сева. Это позволит не только

сельского хозяйства, как семеноводство сахарной свеклы, показал, что отечественных средств механизации фактически нет. В рамках нашего проекта разрабатывается комплекс тракторных машин, способный решить проблемы механизации процессов выращивания семян сахарной свеклы в условиях импортозамещения. Приводятся данные о методах проектирования комплекса машин на примере посадочной машины. Представлены результаты ее полевых испытаний, подтверждающие работоспособность конструкции и приемлемые качественные показатели процесса посадки.

Annotation. Sugar beets are the only source of sugar in Russia. Today there is a strategic task of import substitution, which includes not only the resumption of domestic selection of sugar beets, but also providing farms with modern domestic means of mechanizing the process of growing seeds. An analysis of the state of mechanization in such a specific area of agriculture as sugar beet seed production showed that there are virtually no domestic means of mechanization. As part of our project, a complex of tractor machines is being developed that can solve the problems of mechanization of the processes of growing sugar beet seeds in conditions of import substitution. Data is provided on the methods and stages of designing a set of machines using the example of a planting machine for sugar beet mother roots. The results of its field tests are presented, confirming the performance of the structure and acceptable quality indicators of the planting process.

Ключевые слова: семеноводство сахарной свеклы, механизация, импортозамещение, семенные растения, посадочные машины, цифровое проектирование, имитационное моделирование, 3D-печать.

Keywords: sugar beet seed production, mechanization, import substitution, seed plants, planting machines, digital design, simulation modeling, 3D printing.

снизить затраты на выращивание, но и улучшить качество производимых семян, а следовательно, повысить их конкурентоспособность [1—3].

Преимуществом летних загущенных посевов является формирование более качественного посадочного материала с мелкоклеточной анатомической структурой корнеплода. Кроме этого, сами корнеплоды содержат повышенное количество азота, фосфора и калия, что делает их менее подверженными поражению возбудителями кагатной гнили в период хранения [4].

Поэтому одним из основных направлений по внедрению интенсивных приемов высадочного семеноводства в производство, кроме агротехники и технологии возделывания, является совершенствование и разработка специализированной техники, которая включает в себя следующий перечень основных машин и устройств:

1. Устройство для удаления ботвы маточной свеклы.

2. Машины для выкопки маточных корнеплодов.

3. Линия для калибровки посадочного материала (штек-лингов).

4. Посадочные машины различных модификаций.

5. Устройство для чеканки семенных растений.

6. Косилки для скашивания семенных растений.

7. Полотняные горки для первичной очистки сырья свек-лосемян.

Для ускорения процесса создания отечественных средств механизации для семеноводства гибридов сахарной свеклы наиболее перспективным является подход с комплексным применением средств 3Б-САПР и систем для инженерных расчетов. Рассмотрим процесс разработки на примере посадочной машины для маточных корнеплодов сахарной свеклы.

Для имитационных исследований и разработки конструкторской документации был создан 3Б-концепт посадочной полуавтоматической машины для корнеплодов сахарной свеклы в САБ приложении (рис. 1).

После задания свойств реальных материалов для всех элементов конструкции были исследованы массо-инерционные характеристики. Масса в данной конфигурации составила 1054 кг (рис. 2).

Для определения геометрических параметров посадочного механизма и его кинематики выполнялся ряд имитационных экспериментов с использованием методов многотельной динамики, реализованных на виртуальном стенде (рис. 3).

127

97

« 68

ч

о =

^ О

а Я

38

О

238

178

- Я 119

ч

о =

^ О

а Я

О

59

Усилия пружин

/1

Л 1

/

I

1

4

1

Й

0,000,791,582,363,153,944,735,526,317,097,88 Время, (вес)

к к

е

В

е ем

о к =я

е

к

я -

145

109

74

38

Раскрытие конуса

0,00 0,79 1,58 2,36 3,15 3,94 4,73 5,52 6,31 7,09 7,8 Время, (вес)

Контактная сила вдавливания штифта

О

155 116 77 39

А

А

0,00 0,791,582,36 3,153,944,735,52 6,317,097, Время, (вес)

Ход конуса

0,00 0,79 1,58 2,36 3,15 3,94 4,73 5,52 6,31 7,09 7,8 Время, (вес)

8

0

3

0

Контактная сила раскрытия, удержания

Ход толкателя

§ 393

294 196 98

=я

е

ч

о =

о

р

я

О

/1

1 1

\

1 1

0,00 0,791,582,36 3,153,944,735,52 6,317,097, Время, (вес)

р

е

=

е

о К

=я

е

к

я -

63 60 57 54 51

0,00 0,79 1,58 2,36

3,15 3,94 4,73 5,52 Время, (вес)

6,31 7,09 7,

Рис. 3. Имитационный эксперимент с использованием методов многотельной динамики (МВБ)

Лабораторная экспериментальная проверка полученных геометрических и кинематических параметров посадочного механизма была выполнена на полноразмерном функциональном макетном образце, изготовленном с использованием 3Б-печати (рис. 4).

В итоге был изготовлен опытный образец посадочной машины. Весной 2023 года она прошла успешные полевые испытания на селекционных полях ФГБНУ ВНИИСС им. Л. Л. Мазлумова (рис. 5).

Рис. 5. Полевые исследования опытного образца посадочной машины

Заключение

Учеты и наблюдения, проведенные в процессе работы опытного образца полуавтоматической посадочной машины, показали следующие результаты:

— шаг посадки 35 см с отклонением от установленного значения ±2 см;

— глубина посадки 2—3 см (расположение головки корнеплода от поверхности почвы);

— вертикальность посадки маточных корнеплодов — 85 % высаженных корнеплодов с отклонением от вертикали 0—10°, 13 % с отклонением от вертикали 10—25°;

— количество поврежденных корнеплодов при посадке не более 1,5 %.

Полученные показатели соответствуют агротехническим требованиям по качеству выполнения технологического процесса посадки высад-копосадочными машинами, что дает возможность, с учетом дальнейшей доработки машины, рекомендовать ее в производство для механизации высадки маточной свеклы в семеноводческих хозяйствах РФ.

Список литературы

1. Апасов И. В., Смирнов М. А., Бартенев И. И. и др. Семеноводство сахарной свеклы — стратегический ресурс свеклосахарного комплекса России / И. В. Апасов, М. А. Смирнов, И. И. Бартенев, С. П. Борзенков // Сахар. — 2015. — № 12. — С. 20—22.

2. Бартенев И. И., Усанов Н. А., Кравец М. В. и др. Характеристика различных способов выращивания свеклосемян / И. И. Бартенев, Н. А. Усанов, М. В. Кравец, А. Т. Чернышов, В. Е. Миляев // Сахарная свекла. — 2011. — № 2. — С. 35—38.

3. Бартенев И. И., Апасов И. В., Гаврин Д. С. Эффективность способов семеноводства и перспективы их развития / И. И. Бартенев, И. В. Апасов, Д. С. Гаврин // Сахарная свекла. — 2019. — № 3. — С. 9—14.

4. Зубенко В. Ф. Сахарная свекла / Под ред. В. Ф. Зубенко. — Киев: «Урожай», 1979. — 416 с.