CC BY
16
УДК 633.63:631.5
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УПЛОТНИТЕЛЬНОГО РОЛИКА ПОЛОЗОВИДНОГО СОШНИКА СВЕКЛОВИЧНОЙ СЕЯЛКИ
К. З. Кухмазов, доктор. техн. наук, профессор; А. И. Зябиров, канд. техн. наук;
Е. К. Цибизов, аспирант
ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, Россия, e-mail: [email protected]
Приведены некоторые результаты полевых исследований свекловичных сеялок по определению качественных показателей их работы. Выявлено, что не более 70 % семян сахарной свеклы укладываются на заданную глубину заделки. Что связано с несовершенством работы сошниковой группы. Для обеспечения равномерности заделки семян по глубине в соответствии с агротехническими требованиями предложена новая конструкция полозо-видного сошника, отличительной особенностью которого является наличие уплотняющего ролика. Дано полное описание конструкции предлагаемого полозовидного сошника и теоретическое обоснование диаметра уплотняющего ролика.
Ключевые слова: сошник, сахарная свёкла, посев, глубина заделки, равномерность заделки, уплотняющий ролик, диаметр, обоснование параметров.
В настоящее время для посева семян сахарной свёклы широко используются сеялки типа ССТ-12В, МиШсот, РИТМ, имеющие схожие конструктивные схемы.
Полевые исследования, проведённые нами на полях свеклосеющих хозяйств, показали, что при использовании этих сеялок не более 70 % семян заделываются на заданную глубину (30...40 мм) [2]. Как правило, семена, отклонённые от осевой линии рядка, имеют меньшую глубину заделки. Это связано с тем, что не все семена, попавшие на откосы бороздки, образованной полозовидным сошником свекловичной сеялки, скатываются на его дно. Причем, чем меньше семена, тем больше их будет оставаться на откосах. Заделывающие за-гортачи, перемещая почву, смещают вместе с ней и определенную часть семян, что также приводит к разбросу глубины заделки семян.
Для решения данной проблемы нами разработан полозовидный сошник свекловичной сеялки [1], состоящий из корпуса 1 (рис. 1) с наральником 2, за которым на удлинённых щёках 3 установлен подпружиненный уплотняющий ролик 4 с догружающей пружиной 5. Рабочая поверхность уплотняющего ролика вогнута в сторону несущего его основания (центра). Отличительной особенностью данного сошника является наличие уплотняющего ролика 4, позволяющего сдавливать стенки бороздки вместе с семенами, смещая их на заданную глубину. Кроме того, при движении сошника в посевном ложе образуется валик влажной земли правильной формы с наиболее благоприятными условиями для прорастания семян. Это приводит к резко-
му увеличению равномерности заделки семян по глубине.
4
Рис. 1. Полозовидный сошник свекловичной сеялки: 1 - корпус сошника; 2 - наральник; 3 - удлинённые щёки сошника; 4 - уплотняющий ролик; 5 - догружающая пружина
Процессы, протекающие при работе уплотняющего ролика, сопровождаются смятием почвы, возникновением внутренних напряжений, деформаций и ответным сопротивлением, действующим на уплотняющий ролик [7]. В связи с этим необходимо обосновать основные геометрические параметры уплотняющего ролика, обеспечивающие свободное его перекатывание за счёт сил трения по бороздке, без сгребания почвы в валки и минимизации возникающего сопротивления.
В связи с вышеизложенным рассмотрим условия, при которых уплотнительный ролик будет защемлять комки между своей опорной поверхностью и почвой, при этом сминая их. Защемление будет происходить, если [8]
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 67
Рис. 2. Схема действия уплотняющего ролика на комок почвы
( 1 2), (1)
где - угол защемления, град.;
1 - угол трения между поверхностями
уплотняющего ролика и почвенного комка, град.;
2 - угол трения между поверхностями почвенного комка и почвы, град.
Если ( 1 2), то уплотнитель-
ный ролик будет толкать почвенный комок перед собой.
Уплотнительный ролик катится по бороздке, сминая почву на некоторую глубину И (рис. 2):
Высоту точки А на рабочей поверхности уплотняющего ролика, соприкасающейся с комком, определим следующим образом:
АВ И гкп гкп соэ( 1 2 X
(2)
или
АВ И гш [1 соб( 1 2], (3) где И - величина смятия почвы, м; гКП - радиус комка почвы, м; С другой стороны
ED АВ гР гР СОБ( 1 2), (4)
или
ED АВ гР [1 соб(
],
(5)
где гР - радиус уплотняющего ролика, м;
Приравнивая выражение (3) к (5) и выполняя соответствующие преобразования, получим
ГР
Выразив 2гР как dРтт с учётом выражения (1), окончательно можем записать:
. = 2 - г = 2 ■
,
где dР тт - минимальный диаметр уплотняющего ролика, м;
гкптах - радиус наибольшего комка почвы, м;
Формула (7) выражает соотношение между диаметром уплотняющего ролика,
радиусом комка почвы и углами трения 1 и 2 .
Таким образом, при агротехнически заданном диаметре комков почвы диаметр уплотняющего ролика зависит от угла трения между поверхностями ролика и комка почвы и угла трения между поверхностями комка и почвы.
Следовательно, экспериментально или по справочным данным определив углы
(7)
трения
1 и 2
вы, можно рассчитать диаметр уплотняющего ролика.
Согласно агротехническим требованиям, в бороздке, образованной полозовид-ным сошником, максимальный диаметр комков почвы не должен превышать 5-6 мм.
Угол трения между поверхностями уплотняющего ролика и почвенного комка
1 =20...24° для чернозёма, а угол трения между поверхностями почвенного комка и почвой 2 = 48° [8]. Тогда при гКП тах =
0,006 м и И = 0,02...0,03) м минимальный допустимый диаметр уплотняющего ролика составит 0,06 м.
для конкретного вида поч-
Литература
1. Пат. № 155063 РФ, МПК7: A01C7. Полозовидный сошник свекловичной сеялки / Е. К. Циби-зов, А. И. Зябиров, К. З. Кухмазов. - № 2014151032/13; заявлено 16.12.2014; опубл. 20.09.2015, Бюл. № 26.
2. Цибизов, Е. К. Качественные показатели посева сеялки сахарной свеклы / Е. К. Цибизов, К. З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК: сб. материалов Всероссийской науч.-практ. конф. Том 2. - Пенза: РИО ПГСХА, 2014. - С 133-134.
3. Цибизов, Е. К. Модернизированный сошник сеялки ССТ-12В / К. З. Кухмазов, Е. К Цибизов // Сборник статей 2-ой междунар. науч-практ. конф. - Пенза: РИО ПГСХА, 2015. - С. 134-135.
4. Цибизов, Е. К. Определение давления, требуемого для уплотнения почвы уплотняющим роликом / Е. К. Цибизов, К. З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК: сб. матер. Международной науч.-практ. конф. молодых учёных, посвященная 65-летию ПГСХА. Том 2. - Пенза: РИО ПГСХА, 2016. - С. 197-199.
5. Цибизов, Е. К. Совершенствование конструкции полозовидного сошника свекловичной сеялки / Цибизов Е. К., К. З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК: сб. матер. Международной науч.-практ. конф. молодых учёных, посвященной 65-летию ПГСХА. Том 2. - Пенза: РИО ПГСХА, 2016. - С. 202 - 204.
6. Mathcad 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows / Перевод с англ. - М.: ИИД Филинъ, 1996. - 712с.
7. Ларюшин, Н. П. Посевные машины. Теория, конструкция, расчёт / Н. П. Ларюшин, А. В. Мач-нев, В. В. Шумаев и др. // Международный журнал аграрного образования. - 2010. - № 12. - С. 64.
8. Физико-механические свойства растений, почвы и удобрений. Методы исследований, приборы, характеристика. - М.: Колос, 1970. - 371 с.
9. 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.
10. An Economic Analysis of Fertilizer and Seeding Rates for Spinach Production in Eastern Oklahoma / Bulletin B. Oklahoma Agricultural Experiment Station, 1962. - 15.
11. Fertilizer Use Under Multiple Cropping Systems: Report of an Expert Consultation Held in New Delhi, 3-6 February 1982. Food & Agriculture Org., 1983 - 210.
12. 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. - 58.
13. ГОСТ Р 52778-2007. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки. - М.: Изд-во стандартов, 2007. - 28 с.
14. ГОСТ 31345-2007. Сеялки тракторные. Методы испытаний. - М.: Росинформагротех, 2007. - 65 с.
15. Зябиров, А. И. Теоретические исследования порцесса поперечного копирования корнеплодов сахарной свеклы / А. И. Зябиров, К. З. Кухмазов // Нива Поволжья. - 2008. - № 3. - С. 55-57.
16. Кухарев, О. Н. Исследования дискового шлифовального устройства в производственных условиях / О. Н. Кухарев, Г. Е. Гришин // Нива Поволжья. - 2015. - № 1 (34). - С. 44-50.
UDK 633.63:631.5
THE THEORETICAL REASONING OF PARAMETERS OF THE COMPACTION ROLLER OF RUNNER-TYPE OPENER IN BEET SEEDER
K.Z. Kukhmazov, doctor of technical sciences, professor; A.I. Zyabirov, candidate of technical sciences;
Ye.k. Tsibizov, postgraduate student
FSBEE HE Penza SAU, Russia, e-mail: [email protected]
The article deals with some results of field research of beet planters to determine the quality of their performance. It is revealed that not more than 70% of sugar beet seeds are placed at a given depth of embedment due to poor operation of the coulter group. To provide the uniformity of seeding depth in accordance with the agro-technical requirements of a new design of runner-type opener was developed. Its distinguishing feature is the availability of the compaction roller. The full description of the design of the proposed runner-type opener and theoretical basis of the diameter of the compaction roller are given in the article.
Key words: opener, sugar beet, sowing, depth of embedment, uniformity of embedment, compaction roller, diameter, reasoning of parameters.
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 69
References:
1. Pat. NO. 155063 RF, MPK7: A01C7. Runner-type opener in beet planter / Ye. K. Tsibizov, A. I. Zyabirov, K. Z. Kuchmazov. - No 2014151032/13; applied 16.12.2014; publ. 20.09.2015, bull. No. 26.
2. Tsibizov, Ye. K. Qualitative parameters of sowing by seed drill of sugar beet / Ye. K. Tsibizov, K. Z. Kukhmazov // Contribution of young scientists in innovative development of agriculture: proceedings of All-Russian scientific.-pract. conf. Volume 2. - Penza: EPD PSAA, 2014. - P. 33-134.
3. Tsibizov, Ye. K. Modernized opener of seeder SST-12V / K.Z. Kukhmazov, Ye. K. Tsibizov // Collection of articles of the 2nd International scientific-practical conference. - Penza: EPD PSAA, 2015. -P. 134-135.
4. Tsibizov, Ye. K. Determination of pressure required for soil compaction with the compaction roller / Ye. K. Tsibizov, K. Z. Kuchmazov // Contribution of young scientists in innovative development of agriculture: collection of mater. of The international scientific-practical conference of young scientists, dedicated to the 65th anniversary of PSAA. Volume 2. - Penza: EPD PSAA, 2016. - P. 197-199.
5. Tsibizov, Ye. K. Improving the design of runner-type opener in beet planter / Tsibizov Ye. K., K. Z. Kukhmazov // Contribution of young scientists in innovative development of agriculture: collection of mater. of The international scientific-practical conference of young scientists, dedicated to the 65th anniversary of PSAA. Volume 2. - Penza: EPD PSAA, 2016. - P. 202 - 204.
6. Mathcad 6.0 PLUS. Financial, engineering and scientific calculations in a Windows environment / Translated from English. - M.: Filin IID, 1996. - 712 p.
7. Laryushin, N. P. Sowing machines. Theory, design, calculation / N. P. Laryushin, A. V. Matsnev, V. V. Shumayev et al. / / International journal of agricultural education. - 2010. - No. 12. - 64 p.
8. Physico-mechanical properties of plants, soil and fertilizers. Research methods, instruments, characteristics. - M.: Kolos, 1970. - 371 p.
9. 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. - 522 p.
10. An Economic Analysis of Fertilizer and Seeding Rates for Spinach Production in Eastern Oklahoma / Bulletin B. Oklahoma Agricultural Experiment Station, 1962. - 15 p.
11. Fertilizer Use Under Multiple Cropping Systems: Report of an Expert Consultation Held in New Delhi, 3-6 February 1982. Food & Agriculture Org., 1983 - 210 p.
12. 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. - 58 p.
13. GOST R 52778-2007. Agricultural machinery testing. Methods of operational-technological evaluation. - M.: Publishing house of standards, 2007. - 28 p.
14. GOST 31345-2007. Planter tractor. Test methods. - M.: Rosinformagrotech, 2007. - 65 p.
15. Zyabirov, A. I. Theoretical research of the process of transversal coping of sugar beet / A. I. Zyabirov, K. Z. Kukhmazov // Niva Povolzhya. - 2008. - No. 3. - P. 55-57.
16. Kukharev, O. N. Examining disc grinding device in production conditions / O. N. Kukharev, G. Ye. Grishin // Niva Povolzhya. - 2015. - № 1 (34). - P. 44-50.
УДК 631.331.53
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАТУШЕЧНОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА С СЕКЦИОННОЙ КАТУШКОЙ ДЛЯ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук., профессор; А. Ю. Щученков, аспирант; В. В. Шумаев, канд. техн. наук, доцент
ФГБОУ ВО Пензенский государственный аграрный университет, Россия, e-mail: [email protected], т. (8412) 628-517
При разработке новых конструкций рабочих органов сельскохозяйственных машин первоочередной задачей является теоретическое обоснование конструктивно-кинематических параметров разрабатываемого устройства. Проведённые исследования посвящены решению данной задачи. В статье дано описание конструкции высевающего аппарата с секционной катушкой, приведены аналитические зависимости для определения теоретического значения объёма секционной катушки с открытыми лотками в зависимости от числа секций и радиуса, траектории движения семени после выхода из высевающего аппарата, максимальной высоты подъёма семени в зависимости от угла наклона образующей открытого лотка, дальности полёта семени после схода с катушки.
Ключевые слова: высевающий аппарат, катушка, семя, норма высева, желобок, открытый лоток.
Введение. ной техники существует большое разнооб-
На современном этапе развития посев- разие конструкций высевающих аппаратов,
