CC BY
39
Созданные по данной схеме в НИИ КГШ к.т.н. A.A. Борзовым шины были названы диагонально-параллельными [ 1, 2]. Опытная их партия прошла испытания, основные результаты которых представлены в таблицах 1, 2, 3, 4. Даже с интуитивно выбранными параметрами армирования оболочки эти шины превосходят существующие аналоги. Несомненно, что после доработки преимущество диагонально-параллельных шин будет еще большим.
Литература
1. Динамика системы дорога-шина-автомобиль-водитель / под ред. A.A. Хача-
турова. - Москва: Машиностроение, 1976. - 535 с.
2. A.C. 1706896 СССР МКИ4 В60 9/07. Пневматическая шина для сельскохозяйственного транспортного средства / ВН. Белковский, A.A. Борзов, А.Г. За-волжинский, В.В. Коптев, В.П. Пагев, В.Г. Яровой. - № 4223560/11; заявлено 11.02.87; опубликовано 23.01.92, Изобретения. - 1992.-№3.-С. 73.
3. Патент 2264922 RU МПК7 В60 С 9/06 Пневматическая шина / В.Г. Яровой, М.А. Коптев. - № 2004111313/11; заявлено 13.04.2004; опубликовано 27.11.2005, Бюл. №33.-5 с.
Сведения об авторах Яровой Виктор Григорьевич - канд. техн. наук, профессор кафедры тракторы и автомобили Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерно-град). Тел. 8(86359)43-6-51.
Сергеев Николай Викторович - канд. техн. наук, доцент кафедры тракторы и автомобили Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерно-град). Тел. 8(86359)43-6-51. E-mail: getin_vm@inail.ru.
Information about the authors Yarovoy Viktor Grigorievich - Candidate of Technical Sciences, professor of the tractor and automobile department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)43-6-51.
Sergeev Nikolay Viktorovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the tractor and automobile department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)43-6-51. E-mail: getm_vm@mail.ru.
УДК 631.33.02
ИССЛЕДОВАНИЕ ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА С ПЕРИФЕРИЙНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЯЧЕЕК ДЛЯ ТОЧНОГО ПОСЕВА
СЕМЯН ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР
О 2013 г. Е.В. Васильковская, Н.Н. Петренко, М.И. Васильковский
Проведены экспериментальные исследования нового пневмомеханического высевающего аппарата с периферийным расположением ячеек для посева семян пропашных культур. Результаты исследований свидетельствуют о возможности повышения эффективности точного посева.
Ключевые слова: высевающий аппарат, ячейка, точный посев, семена.
Experimental studies of the new pneumomechanical seed distributor with a peripheral location of cells for row crop planting are submitted. The results of these studies indicated the possibility of increasing the precision seeding efficiency.
Key words: seed distributor, cell, precision seeding, seeds.
Современная Украина - это государство с высоким потенциалом аграрного сектора в сфере выращивания пропашных культур, реализация которого невозможна без внедрения новейших технологий и обеспечения производителей высокоэффективной сельскохозяйственной техникой.
Целью точного посева является получение равномерно расположенных по по-
верхности поля растении, которые в этом случае развиваются наилучшим образом.
Для повышения эффективности точного высева семян пропашных культур на кафедре сельскохозяйственного машиностроения Кировоградского национального технического университета был разработан и изготовлен опытный образец нового пневмомеханического высевающего аппарата (рис. 1) [1].
Рис. 1. Схема опытного пневмомеханического высевающего аппарата с периферийным
расположением ячеек: 1 - высевающий диск; 2 - ячейка; 3 - лопатка; 4 - приводной вал; 5 - корпус; 6 - высевающее окно; 7 - углубление для удаления лишних семян; 8 - вакуумная камера; 9 - семена
Главной особенностью нового высевающего аппарата является наличие оригинального высевающего диска 1 с периферийным расположением ячеек 2, за которыми на его внутренней поверхности расположены лопатки 3 для принудительного захвата семян в рабочей камере и дальнейшего его перемещения в зону сброса.
Высевающий диск аппарата закреплен на приводном валу 4 и находится в цилиндрической полости корпуса 5, совместно с которой ячейки 2 создают некоторые
углубления для западания семени под действием силы давления слоя семян и перепада давления воздуха внутри и снаружи рабочей камеры.
Форма ячеек высевающего диска расширена в радиальном направлении в сторону цилиндрической поверхности корпуса, которая замыкает их объем и создает внешние стенки от зоны заполнения до зоны высева. В зоне высева на цилиндрической поверхности корпуса сделано высевающее окно 6, которое раскрывает ячейки
в этой зоне и обеспечивает свободное выпадение семян в борозду.
Для удаления лишних семян из ячеек рядом с ними в верхней части цилиндрической поверхности корпуса, над зоной заполнения сделано специальное углубление (полость) 7, в которое под действием центробежных сил попадают лишние семена,
удалятся с диска и снова попадают (падают) в зону заполнения.
Предложенный высевающий диск (рис. 2), благодаря наличию лопаток, позволяет надежно захватывать и перемещать семена к зоне сброса на повышенных скоростях вращения ячеек.
Рис. 2. Схема фрагмента и изображение диска с периферийным расположением ячеек
Результаты серии предварительных опытов показали [2], что заполнение ячеек происходит в момент вхождения ячейки в рабочую камеру. Эта особенность работы высевающего аппарата существенно повышает условия их заполнения в широком диапазоне рабочих скоростей и не требует большой зоны заполнения.
Для определения рациональных параметров и режимов работы высевающего аппарата использовался метод планирования многофакторного эксперимента.
Целью серии опытов была реализация матрицы центрального композиционного плана 22, в результате чего установлено влияние факторов разрежения в вакуумной камере (АР) и скорости вращения ячеек высевающего диска (Ук).
Высевающую способность аппарата удобно оценивать коэффициентом заполнения, который равен отношению количества фактически высеянных семян за определенный промежуток времени к количе-
ству ячеек высевающего диска, которые прошли точку сброса за это же время.
В то же время коэффициент заполнения может быть равен 100% при наличии некоторого количество пропусков и такого же количества двойников. Для контроля результатов исследований, которые могут включать в себя подобные факты, производилась цифровая фото- и видео-фиксация процесса высева.
Ускоренная серийная съемка (съемка скоростного видео процесса высева семян) происходила с частотой кадров 30 в секунду, а видео - 240-480 в секунду, что давало возможность оценить процесс заполнения ячеек в замедленном режиме.
Коэффициент заполнения ячеек высевного диска выбран критерием оптимизации.
Результаты реализации матрицы планирования эксперимента приведены в таблице 1.
Для обработки экспериментальных данных использовали пакет 8ТАТ18Т1СА 6.0 [3].
В результате проведено построение статистической математической модели
для коэффициента заполнения ячеек высевающего диска К {у К). Табличное значение критерия Кохрена при п 4 \ /п 2 равняется 0,7679 [4].
Таблица 1
2
Результаты реализации матрицы планирования эксперимента 2
Номер опыта Факторы Критерий
Разрежение в вакуумной камере; АР, кПа Скорость вращения ячеек высевающего диска; У к, м/с Коэффициент заполнения ячеек; К, %
X/ Х2 У
1 0,5 1,5 75,10
2 1,5 1,5 145,50
3 0,5 2,5 28,05
4 1,5 2,5 84,60
Число 0,7679 больше чем 0,757, по- Дисперсия воспроизводимости (ошиб-
этому можно сделать вывод, что процесс ка опыта) составляет 2,446. воспроизводится. Уравнение регрессии имеет вид
У = 83,3125 + 31, 7375л: , -26,9875х2 - 3,4625х ,лг2. (1)
На рисунке 3 представлены поверх- коэффициента заполнения ячеек высеваю-ность отклика и линии равного выхода для щего диска К.
Рис. 3. Поверхность отклика и линии равного выхода для коэффициента заполнения ячеек
30
Анализ поверхности отклика и линий равного выхода для коэффициента заполнения ячеек К позволяет определить оптимальные значения исследуемых факторов:
- величина разрежения в вакуумной камере Х1~>АР должна находиться в диапазоне от 1,0 до 1,5 кПа;
- скорость вращения ячеек высевающего диска Х2—*Ук должна находиться в диапазоне от 1,75 до 2 м/с.
Улучшение основных технологических показателей точного посева возможно за счет значительного увеличения скоростной способности высевающих аппаратов
до уровня, олизкого к значениям поступательной скорости посевного агрегата.
А увеличение равномерности распределения семян в борозде зависит от качества сформированного в высевающем аппарате потока семян [5].
Для анализа влияния факторов на критерии оптимизации использовались экспериментальные графики рассеивания с гистограммами (рис. 4), которые позволили графически определить рациональные значения каждого показателя, с оценкой реальных значений коэффициента заполнения ячеек.
Профили предсказанных значений и функции желательности др Жепэтельность
180 00
55 257
0 таю
-
-I-1-1-1-г-
_|_1-
17031
XI
15
15
Рис. 4. Графики рассеивания с гистограммами, характеризующими влияние факторов
на коэффициент заполнения ячеек
Таким образом, за счет увеличения скорости вращения ячеек (до 2 м/с) конструкция исследуемого пневмомеханического аппарата позволяет в значительной степени уменьшить разрежение в вакуумной камере (до 1,0-1,5 кПа), что даст возможность уменьшить энергоемкость процесса и увеличить качество посева пропашных культур.
Полученные результаты исследований предложенного пневмомеханического высевного аппарата свидетельствуют о повышения эффективности точного высева семян пропашных культур и могут быть использованы для создания нового современного аппарата и его внедрения в производство. Для этого исследования аппарата необходимо продолжить с целью дальней-
шего расширения его универсальности относительно семян других пропашных культур.
Литература
1. Петренко, М.М. Вдосконалення пневмомехашчного вис!вного апарата для точного виаву насшня просапних культур / М.М. Петренко, М.1. Васильковський, К.В. Васильковська // Вюник Харювського нацюнального техшчного ушверситету сшьського господарства \м. П. Василенка, том 1 «Мехашзащя сшьськогосподарського виробництва». - 2011. Вип. 107. - С. 359-363.
2. Васильковська К.В. Експери-ментальш досл1дження пневмомехашчного випвного апарата з перифершним розта-шуванням ком1рок для вис1ву насшня просапних культур // Конструювання, вироб-ництво та експлуаташя сшьськогосподар-ських машин: загальнодержавний м1жв1-домчий науково-техшчний зб1рник. Вип. 42,
частина 2. - Клровоград: КНТУ, 2012. -С. 142-147.
3. Боровиков, В. 8ТАТТ8ТТСА. Искусство анализа данных на компьютере: для профессионалов / В. Боровиков. - Санкт-Петербург: Питер, 2003. - 688 с.
4. Петренко, М.М. Основи наукових дослщжень в сшьськогосподарському ма-шинобудуванш / М.М. Петренко. - Кировоград: Клровоградське державне видавницт-во, 1997. - 148 с.
5. Петренко, М.М. До обгрунтування параметр1в пневмомехашчного виавного апарата с перифершним розташуванням ком1рок для точного вис1ву насшня просапних культур / М.М. Петренко, М.Т. Васильковський, К.В. Васильковська // Конструювання, виробництво та експлуатащя сшьськогосподарських машин: загальнодержавний м1жвщомчий науково-техи чш й збь рник. Вип. 41, частина 1. -К1ровоград: КНТУ, 2011.-С. 288-293.
Сведения об авторах
Васильковская Екатерина Викторовна - аспирант кафедры сельскохозяйственного машиностроения Кировоградского национального технического университета (г. Кировоград). Тел. +380522390472. E-mail: VasilkovskaKV@ukr.net.
Петренко Николай Николаевич - первый проректор, канд. техн. наук, профессор кафедры сельскохозяйственного машиностроения Кировоградского национального технического университета (г. Кировоград).
Васильковский Михаил Игоревич - канд. техн. наук, доцент кафедры сельскохозяйственного машиностроения Кировоградского национального технического университета (г. Кировоград). Тел. +380522390472.
Information about the authors
Vasilkovskaya Yekatherina Victorovna - post-graduate student of the agricultural engineering department, Kirovograd National Technical University. Phone: +380522390472. E-mail: VasilkovskaKV@ukr.net.
Petrenko Nikolay Nikolaevich - main pro-rector, professor of the agricultural engineering department, Kirovograd National Technical University.
Vasilkovskyi Mikhail Igorevich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the agricultural engineering department, Kirovograd National Technical University. Phone: +380522390472.
