Экспериментальное исследование работы двухстрочного килевидного сошника для посева семян льна Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014

10. Построение имитационной модели двухбалочного мостового крана / А. Л. Ахтулов [и др.] // Вестник СибАДИ : науч. рецензируемый журн. — 2012. — № 3 (25). — С. 7 — 11.

АХТУЛОВА Людмила Николаевна, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Экономика транспорта, логистика и управление качеством» Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС).

АХТУЛОВ Алексей Леонидович, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры электроэнергетики Тобольского индустриального института — филиал Тюменского государственного нефтегазового университета (ТИИ ТюмГНГУ), действительный член Международной академии авторов научных открытий и изобретений и Академии проб-

лем качества, почетный работник высшего профессионального образования, профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» ОмГУПС.

КИРАСИРОВ Олег Михайлович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Технический сервис, механика и электротехника» Омского государственного аграрного университета им. П. А. Столыпина.

МАШОНСКИЙ Вячеслав Александрович, аспирант кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» ОмГУПС, инженер-аналитик ЗАО « ЭПАК-Сервис».

Адрес для переписки: [email protected]

Статья поступила в редакцию 03.02.2014 г.

© Л. Н. Ахтулова, А. Л. Ахтулов, О. М. Кирасиров,

В. А. Машонский

УДК 631.33.024.2 А. п. ШЕВЧЕНКО

М. А. БЕГУНОВ

Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ДВУХСТРОЧНОГО КИЛЕВИДНОГО СОШНИКА ДЛЯ ПОСЕВА СЕМЯН ЛЬНА______________________________________________

Статья посвящена исследованию процесса посева семян льна двухстрочным килевидным сошником с применением планируемого эксперимента. Выявлены рациональные конструктивные и технологические параметры двухстрочного килевидного сошника, повышающие качество заделки семян льна на заданную глубину.

Ключевые слова: посев, килевидный сошник.

Практика показала, что существующие сошники сеялок для посева льна-долгунца не в полной мере удовлетворяют требованиям по заделки семян на заданную глубину, что, в свою очередь, приводит к снижению урожая и качества культуры.

С учётом вышеизложенного предлагается двухстрочный килевидный сошник (рис. 1), который наиболее полно отвечает современным агротехническим требованиям при посеве льна-долгунца на требуемую глубину [1].

Двухстрочный килевидный сошник включает два килевидных наральника 5, соединенных между собой винтовой стяжкой 7, позволяющей регулировать расстояние между наральниками от 5 до 10 сантиметров, в задней части каждого из них имеются корпуса-семяпроводы 6, которые соединяются с раструбом 8 гофрированными семяпроводами 4, а спереди крепятся лыжеобразные ограничители глубины хода сошника 3, также имеется регулировочная пружина заглубления сошника 1 с планкой 2, имеющей отверстия для регулировки усилия пружины.

При работе сошника два килевидных наральника 5 проделывают две борозды. Семенной материал, проходя через раструб 8, делится на две равные части, каждая из которых проходит через гофрирован-

Рис. 1. Схема двухстрочного килевидного сошника

ный семяпровод 4 и корпус-семяпровод 6, попадает на дно бороздок.

В настоящей статье представлены результаты экспериментального исследования работы двухстрочного килевидного сошника для посева льна.

Уровни варьирования факторов

Фактор (натуральное значение) Угол атаки сошника а,° Радиус носка сошника г, м Скорость агрегата Уагр, м/с Установленная глубина посева семян Ь, м

Кодированное обозначение *1 *2 Хз Х4

Основной уровень (Х/0) 90 0,06 2,0 0,03

Интервал варьирования (АХ) 15 0,02 0,5 0,01

Верхний уровень (Х/ =+1) 105 0,08 2,5 0,04

Нижний уровень (х=—1) 75 0,04 1,5 0,02

Звёздная точка +а (х{ =1,546) 115 0,09 3,0 0,05

Звёздная точка —а (.х= — 1,546) 65 0,03 1,0 0,01

Рис. 2. Зависимость равномерности распределения семян по глубине посева Кс от глубины посева Ь и радиуса носка сошника г, Кс=ЦЬ, г) при Уагр=2,0 м/с, а=90°

Рис. 3. Зависимость равномерности распределения семян по глубине посева Кс от глубины посева Ь и угла атаки сошника а, Кс=^Ь, а) при Уагр=2,0 м/с, г =0,06 м

В результате проведения отсеивающего эксперимента установлено, что на работу двухстрочного килевидного сошника влияют следующие факторы: угол входа сошника в почву (а); радиус носка сошника (г); скорость агрегата (Уагр) и установленная глубина посева семян (Ь). В результате проведения эксперимента обоснованы диапазоны варьирования вышеуказанных факторов.

Цель настоящего исследования: определить рациональные конструктивные и технологические параметры двухстрочного килевидного сошника, повышающие качество заделки семян льна на заданную глубину методом планируемого эксперимента.

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи по проведению активного эксперимента с применением симметричного ортогонального композиционного двухуровневого плана.

За критерий оптимизации принята величина равномерности распределения семян по глубине.

Данные всех опытов, замеров и экспериментов тщательно фиксируются и используются для определения среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации, характеризующих неравномерность распределения семян, а также для составления имитационной модели процесса распределения посевного материала.

Математическая сущность записывается показателем неравномерности распределения семян по глубине формулой [2]:

П=[Хср/(Х +р)В, (1)

где П£1 — показатель равномерности распределения; Хср — среднее арифметическое ряда замеров; t — коэффициент Стьюдента; р — ошибка средней арифметической выборки;

В — всхожесть семян.

Равномерность распределения семян считается тем выше, чем П ближе к единице. Показатель равномерности П в идеальном случае (при р = 0) равен 1.

При проведении эксперимента факторы варьировались на двух уровнях и, согласно плану, проводились опыты в звездных точках (табл. 1).

Полученные значения отклика обрабатывались с помощью аппарата планирования многофакторного эксперимента [3].

Проверка на однородность ряда дисперсий по критерию Кохрена показала, что ряд дисперсий можно считать однородным, так как С'сРа)5Ч = 0,0878 < < = 0,157 [4].

После реализации эксперимента и обработки данных по определению влияния параметров сошника на равномерность распределения семян по глубине получено уравнение регрессии:

У1 = 74,39911 - 0,04431X2 - 0,16429Х| +

+ 0,22676Х+2 - 0,01618Х^ -

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

153

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014

Рис. 4. Зависимость равномерности распределения семян по глубине посева Кс от глубины посева Ь и скорости движения агрегата Уаг} Кс=(Ь, Уагр) при г =0,06 м, а=90°

Рис. 5. Зависимость равномерности распределения семян по глубине посева Кс от радиуса носка сошника г и угла атаки сошника а, Кс=Г(г, а) при Уагр=2,0 м/с, й=0,03 м

Рис. 6. Зависимость равномерности распределения семян по глубине посева Кс от радиуса носка сошника г и скорости движения агрегата Уагр, Кс=Г(г, Уагр) при Ь=0,03 м, а=90°а Р

Рис. 7. Зависимость равномерности распределения семян по глубине посева Кс от угла атаки сошника а и скорости движения агрегата Уагр, Кс=£(а, Уагр) при г=0,06 м, Ь=0,03 м

- 0,01257 Х3 Х4 + 0,27366 Х1 +

+ 0,32818Х2 -1,01578Х3 + 0,07643Х4 . (2)

Проверка гипотезы об адекватности математической модели (2) проводилась по критерию Фишера. По результатам проверки модель признана адекватной. ^ = 1,83 > Сра0с54 = 1,14.

Из уравнения (2) можно сделать выводы:

— из числа линейных коэффициентов наибольшее влияние на равномерность распределения семян по глубине оказывает коэффициент Х3 — скорость агрегата. Знак «минус» перед его числовым значениям говорит об его отрицательном влиянии на равномерность распределения семян по глубине;

— отрицательный знак перед смешанным коэффициентом Ь34 говорят о его отрицательном влиянии на равномерность распределения семян по глубине;

— положительный знак перед квадратичным коэффициентом Ь33 говорит о вогнутости поверхности

отклика, а отрицательные перед Ь11, Ь22, Ь44 — о выпуклости поверхностей отклика, отображающих зависимости равномерности распределения семян по глубине от этих величин.

Для дальнейшего анализа результатов эксперимента было принято строить поверхности отклика — зависимости равномерности распределения семян по глубине заделки от конструктивных и технологических факторов (рис. 2 — 7).

Анализируя рис. 2 — 7, можно сделать предварительные выводы:

1. Наибольшая равномерность по глубине посева Кс = 77,95 % достигнута при следующих значениях параметров:

— угле атаки сошника а = 60°,

— радиусе носка сошника г =60 мм,

— скорости движения агрегата Уагр = 3,0 м/с,

— глубине посева Ь = 5,0 см.

2. Наилучшая работа сошниковой группы, с точки зрения качества выполнения технологического

процесса, обеспечивается при следующих значениях параметров:

конструктивных

— угла атаки сошника а= 75°,

— радиуса носка сошника г = 60 мм,

технологических

— глубины посева Л = 3,0 см;

кинематических

— скорости движения агрегата ^агр = 2,0 м/с.

Библиографический список

1. Пат. 128442 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/20. Сошник / Шевченко А. П., Бегунов М. А. ; заявитель и патентообладатель Омский гос. аграрный ун-т им. П. А. Столыпина. — № 2013101498/13 ; заявл. 10.01.2013 ; опубл. 27.05.2013.

2. Белодедов, В. А. Влияние конструктивных параметров сеялок на равномерное размещение семян / В. А. Белодедов, Н. В. Островский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1980. — № 3. — С. 12 — 15.

3. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г. В. Веденя-пин. — М. : Колос, 1973. — 199 с.

4. Стратегия и тактика исследований в земледелии на основе теории планирования эксперимента : метод. рекомендации / РАСХН. Сиб. отд-ние; Подгот. А. Я. Жежер [и др]. — Новосибирск, 1999. — 110 с.

ШЕВЧЕНКО Анатолий Павлович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Тракторы и автомобили, сельскохозяйственные машины» Тарского филиала.

БЕГУНОВ Максим Алексеевич, ассистент кафедры «Тракторы и автомобили, сельскохозяйственные машины» Тарского филиала.

Адрес для переписки: так81ш-Ъедипоу@шаД.т

Статья поступила в редакцию 15.01.2014 г.

© А. П. Шевченко, М. А. Бегунов

Книжная полка

Евстифеев, В. В. Технология и оснастка специальных способов обработки металлов давлением : учеб. электрон. изд. локального распространения : учеб. пособие / В. В. Евстифеев, Е. Н. Мер-кушев ; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2013. - 1 о=эл. опт. диск (СБ-КОМ).

В учебном пособии содержатся материалы для сопровождения дисциплины «Специальные виды обработки металлов давлением», представлены технологии и оснастка наиболее перспективных методов обработки компактных и порошковых материалов давлением. Предназначено для студентов специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением», может быть использовано при курсовом и дипломном проектировании, в научно-исследовательской работе студентов.

Еремин, Е. Н. Свариваемость сталей : учеб. электрон. изд. локального распространения : учеб. пособие для вузов по направлению подгот. дипломир. специалистов 150400 (ранее 651400) «Машиностроительные технологии и оборудование» по специальности 150202 «Оборудование и технология сварочного производства» / Е. Н. Еремин ; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2013. -1 о=эл. опт. диск (СБ-КОМ).

Освещены важнейшие проблемы свариваемости сталей. Рассмотрены процессы, происходящие в металлах под воздействием термического цикла сварки. Изложены особенности фазовых и структурных превращений, имеющих место при сварке сталей. Описана природа образования дефектов, возникающих в сварных соединениях. Обобщен опыт мировой практики оценки свариваемости материалов. Предназначено для студентов специальности «Оборудование и технология сварочного производства» и специалистов сварочного производства.

Формирование рационального облика перспективных авиационных ракетных систем и комплексов / В. В. Панов [и др.] ; Рос. акад. ракет. и артиллер. наук. - М. : Машиностроение, 2010. -

607 с. - ISBN 978-5-217-03478-9.

Рассмотрены основные научно-методические аспекты формирования облика образцов авиационного ракетного оружия на этапах предпроектной и проектной разработки ракет. Приведены методические приемы и способы решения теоретических задач на этапе формирования рационального облика перспективных авиационных ракетных систем и комплексов, основные характеристики ракет и их оценки с позиций эффективности авиационных боевых комплексов, математические модели подсистем ракеты и основы проектирования ее облика, в том числе автоматизированного. Упор делается на изложение основополагающих идей, принципов построения и фундаментальных технических решений.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ