CC BY
12
УДК 631.33.022.6
DOI 10.36461/NP.2021.60.3.006
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОШНИКА ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ С ШАРНИРНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ НАПРАВИТЕЛЯ СЕМЯН И РЫХЛИТЕЛЯ ПОЧВЫ С КОРПУСОМ СОШНИКА
И.Ю. Кукушкин, аспирант; Н.П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; А.Н. Калабушев, канд. техн. наук, старший преподаватель; А.В. Шуков, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный аграрный университет» г. Пенза, Россия, тел. (8412) 628 517, е-mail: [email protected]
В статье рассматривается лабораторные исследования вопроса повышения качественного показателя посева семян зерновых культур, такого как неравномерность распределения семян по длине борозды экспериментальным сошником зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника. При помощи использования лабораторной установки проведены исследования экспериментального сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника для нахождения рациональных значений его конструктивных и режимных параметров, необходимых для качественной работы. Получены графические зависимости неравномерности распределения семян по длине борозды сошником зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника. В работе представлены двухмерные сечения графической зависимости, характеризующие неравномерность распределения семян по длине борозды при работе сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника, от амплитуды колебаний рыхлителя почвы, возмущающей силы, действующей на рыхлитель почвы и деформации пластинчатой пружины, которые обеспечивают наименьшую неравномерность распределения семян по длине борозды.
Ключевые слова: сошник, шарнирное соединение, рыхлитель, лабораторная установка, направитель семян, семена.
Введение
Проанализировав современные конструкции сошников, можно сделать вывод, что наименьшую неравномерность распределения семян по длине борозды обеспечивают сошники, которые имеют направители семян, однако и они не всегда отвечают агротехническим требованиям по качественным показателям посева семян. Для улучшения этих требований направитель семян и рыхлитель почвы сошника, следует снабдить шарнирным механизмом, для придания им колебаний [3, 4, 5]. Следовательно, разработка сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника, обеспечивающего повышение равномерности распределения семян по длине борозды, является актуальной для агропромышленного комплекса РФ [1, 2, 4, 8, 13].
В результате изучения данной проблематики коллективом авторов Пензенского ГАУ был разработан, изготовлен и исследован сошник зерновой сеялки с шарнирным
соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника.
Методы и материалы
При проведении исследований сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника, на базе ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ с применением экспериментальной лабораторной установки, установленной на канале с почвой (рис. 1), применялась методика многофакторного эксперимента [6].
Лабораторная установка для исследования сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника (рис. 1), изготовленная на канале с почвой (2), состоит из тележки (18), на которую крепится семенной ящик (11), высевающий аппарат (24) и механизм регулировки по высоте экс-перементального сошника (14), состоящего из пружины сжатия (12) и поводка (22), семяпровода (13), мотор-редуктора (8), цепного привода (7), бесступенчатый вариа-
тора (9), приводных цепей (10, 23). Под экспериментальным сошником зерновой сеялки с шарнирным соединением
направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника (14) расположена липкая лента.
Рис. 1. Схема установки на канале с почвой, для исследования конструкции экспериментального сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника: 1, 20 - система блоков 2 -канал с почвой; 3 -редуктор; 4,10,23 -приводные цепи; 5, 8 - электродвигатели; 6 - трос; 7 - цепной привод; 9 - бесступенчатый вариатор; 11 - семенной ящик; 12 - пружина сжатия; 13 - семяпровод; 14 - экспериментальный сошник зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника; 15 - посевной материал; 16 - пульт управления установкой; 17 - направляющая тележки; 18 - тележка; 19 -шкив, 21 - липкая лента; 22 - крепление сошника; 24 -высевающий аппарат
Результаты
Проведя и проанализировав данные эксперимента, получили зависимость неравномерности распределения семян по длине борозды при работе сошника зерновой сеялки с шарнирным соединением направителя семян и рыхлителя почвы с корпусом сошника от амплитуды колебаний рыхлителя почвы, возмущающей силы, действующей на рыхлитель почвы и
деформации пластинчатой пружиныу = f(c,F,X) в раскодированном виде [10]:
0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
/.-Деформация пластинчатой пружины, мм
Рис.2. Двумерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость неравномерности распределения семян по дну борозды от амплитуды колебаний рыхлителя почвы (с) и деформации пластинчатой пружины (А)
у = 38,42 0,06 • х-, • х 0,01
0,23 2 - 0,02 • хх
х2 + 3,92
■ х2
12,20 • х2 х3 + 0,78 + 0,83 • х|(1)
4,06 • х3
х2 • х3 +
После преобразования полученного уравнения, построили двухмерные сечения графических зависимостей исследуемых факторов (рис. 2, 3, 4) [9, 10, 11-14].
4,5
4.0
3.5
3,0
2,5
га 2.0
15
1,0
0,5
/ / X \ 31
-У - / / * / / / —N— 29
\ 27
25 I
1 23 / 7
. . . ./
10 15 20 25 30 35 40
Р- Возмущающая сила, дйствующаа на рыхлитель почвы. Н.
45
Рис. 3. Двумерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость неравномерности распределения семян по дну борозды от амплитуды колебаний рыхлителя почвы (с) и возмущающей силы, действующей на рыхлитель почвы, (F)
Рис. 4. Двухмерное сечение, характеризующее зависимость неравномерности распределения семян по дну борозды отвозмущающей силы, действующей на рыхлитель почвы (Р) и деформации пластинчатой пружины(Л)
Рассмотрев двухмерное сечение графической зависимости (рис. 2), нашли интервалы исследуемых величин [15, 16]: с = 1,7...2,7 мм, А= 1,3...1,7 мм, с параметром оптимизации, равным 22 %.
Рассмотрев двухмерное сечение графической зависимости нашли интервалы исследуемых величин с= 0,9.3,1 мм, F = 16.33 Н (рис. 3).
Аналогично рассматривая двухмерное сечение графической зависимости (рис. 4)
можно сделать вывод что интервалы исследуемых величин находятся в следующих пределах F= 18.34 Н., А = 1,1 .1,9 мм, с параметром оптимизации, равным 23 %.
Заключение
Проведя лабораторные исследования нашли факторы, оказывающие существенное влияние на равномерность распределения семян по длине борозды с= 1,7.2,7 мм; F = 18.34 Н; А = 1,1 .1,9 мм, с параметром оптимизации, равным 22 %.
Литература
1. Ларюшин Н.П., Мачнев А.В., Шумаев В.В. [и др.]. Посевные машины: теория, конструкция, расчёт. Москва: Росинформагротех, 2010, 292 с.
2. Ларюшин Н.П., Калабушев А.Н., Шумаев В.В. Конструкция комбинированного сошника для посева зерновых культур и разноуровневого внесения удобрений. Нива Поволжья, 2018, № 2 (47), с. 123-127.
3. ОСТ 10 5.1-2000. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей. Введ. 15.06.2000. Москва: Росинформагротех, 2000, 72 с.
4. Калабушев А.Н., Ларюшин Н.П., Шумаев В.В. Лабораторные исследования комбинированного сошника для разноуровневого посева семян зерновых культур и внесения удобрений. Наука центральной России, 2018, № 3 (33), с. 21-28.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е издание, дополненное и переработанное. Москва: Агропромиз-дат, 1985, 351 с.
6. Завалишин Ф.С., Мацнев М.Г. Методы исследования по механизации сельскохозяйственного производства. Москва: Колос, 1982, 231 с.
7. Петухов Д.А., Сердюк В.В. Современные посевные машины. Техника и оборудования для села, 2012, № 1, с. 18-21.
8. Калабушев А.Н., Ларюшин Н.П., Шумаев В.В. Теоретический расчет некоторых параметров комбинированного сошника. Нива Поволжья, 2019, № 1 (50), с. 151-156.
9. ГОСТ Р 52778-2007. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Москва: Изд-во стандартов, 2007, 28 с.
10. Соловейчик А.А., Рогоза А.А. Аппроксимация оценки корреляционной функции случайных воздействий в среде MathCad. Тракторы и сельхозмашины, 2011, №7, с. 22.
11. Сидняев Н.И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных: учебное пособие для магистров. Москва: ЮРАЙТ, 2012, 399 с.
12. Стукач О.В. Программный комплекс Statistica в решении задач управления качеством: учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011, 163 с.
13. Калабушев А.Н., Шумаев В.В., Калабушева О.А. Отсеивающий эксперимент для определения оптимальных параметров экспериментального комбинированного сошника. Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: сборник статей Международной научно-практической конференции молодых ученых. Пенза: РИО ПГАУ, 2018, с. 153-157.
14. Нуруллин Э. Г., Исламов И. 3., Салахов И. М. Анализ и оценка дозирующих устройств современных посевных комплексов. Вестник Казанского ГАУ, 2009, № 2(12), с. 53-55.
15. Pelletier L. Semoirspneumatiques in progression. France agricole, 1987, № 4, p. 55.
16. Dieckmann U. GedankenzumZuckerrubenbauheute. Landtechnik, 1972, N 3, p. 37-43.
UDC 631.33.022.6
DOI 10.36461/NP.2021.60.3.006
LABORATORY STUDIES OF THE COULTER OF A GRAIN DRILL WITH A HINGED CONNECTION OF A SEED GUIDE TUBE AND A SOIL DISRUPTER WITH THE COULTER BODY
I.Yu. Kukushkin, postgraduate; N.P. Laryushin, doctor of engineering sciences, professor; A.N. Kalabushev, candidate of engineering sciences, senior lecturer; A.V. Shukov, candidate of engineering sciences, associate professor
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Penza State Agrarian University», Penza, Russia, tel. (8412) 628 517, e-mail: [email protected]
The article presents laboratory studies of the issue of improving the qualitative indicator of sowing grain crop seeds, such as the uneven distribution of seeds along the length of the furrow by the experimental coulter of a grain drill with a hinged connection of the seed guide tube and soil disrupter with the body of the coulter. Using a laboratory setup, studies of an experimental coulter of a grain drill with a hinged connection of a seed guide tube and a soil disrupter with a coulter body were carried out to find rational values of its design and operating parameters necessary for high-quality work. Dependences' diagrams of the uneven distribution of seeds along the furrow length by the coulter of a grain drill with a hinged connection of the seed guide tube and the soil disrupter with the coulter body are obtained. The work presents two-dimensional cross-sections of the dependence diagram. They characterise the unevenness of seed distribution over the furrow length when a coulter of a grain drill with a hinged connection of the seed guide tube and soil disrupter with the coulter body works. These graphs show the dependence of the seed unevenness indicator on the oscillatory amplitude of the disturbing force acting on the soil disrupter, as well as the deformations of the plate spring. These deformations provide the least uneven seed distribution over the furrow length.
Keywords: coulter, hinged connection, soil disrupter, laboratory setup, seed guide tube, seeds.
References
1. Laryushin N.P., Machnev A.V., Shumaev V.V. [et al.]. Seeding machines: theory, design, calculation. Moscow: Rosinformagrotech, 2010, 292 p.
2. Laryushin N.P., Kalabushev A.N., Shumaev V.V. Design of a combined opener for sowing grain crops. Volga Region Farmland, 2018, No. 2 (47), p. 123-127.
3. OST 10 5.1-2000. Testing agricultural machinery. Sowing machines. Methods of estimation of the functional parameters. Introduction. 15.06.2000. Moscow: Rosinformagrotech, 2000, 72 p.
4. Kalabushev A.N., Laryushin N.P., Shumaev V.V. Laboratory studies of a combined multilevel opener for sowing seeds of grain crops and fertilizer. Science of Central Russia, 2018, No. 3 (33), p. 21-28.
5. Dospekhov B.A. Methods of field experiment (with bases of statistical processing of research results). 5th edition, added and revised. Moscow: Agropromizdat, 1985, 351 p.
8. Zavalishin F.S., Matsnev M.G. The research methods for mechanization of agricultural production. Moscow: Kolos, 1982, 231 p.
7. Petukhov D.A., Serdyuk V.V. Present sowing machines. Tekhnika I oboru-dovaniye dlya sela, 2012, no. 1, p. 18-21
8. Kalabushev A.N., Laryushin N.P., Shumaev V.V. Theoretical calculation of certain parameters of a combined coulter. Volga Region Farmland, 2019, No. 1 (50), p. 151-156.
9. GOST R 52778-2007. Testing agricultural machinery. Methods of operational-technological evaluation. Moscow: Publishing house of standards, 2007, 28 p.
10. Soloveychik A.A., Rogoza A.A. Approximation of estimate of the correlation function of stationary stochastic processes in MathCad. Tractors and agricultural machines, 2011, No. 7, p. 22.
11. Sidnyaev N.I. Theory of experiment planning and statistical data analysis: a textbook for masters. Moscow: YURAYT, 2012, 399 p.
12. Stukach O.V. The Statistica software suite for solving quality management problems: a textbook. Tomsk: Publishing house of the Tomsk Polytechnic University, 2011, 163 p.
13. Kalabushev A.N., Shumaev V.V., Kalabusheva O.A. Screening experiment for an experimental combined coulter. Innovative ideas of young researchers for the agro-industrial complex of Russia: a collection of articles of the international scientific and practical conference of young scientists. Penza: Editorial and publishing unit of PSAU, 2018, p. 153-157.
14. Nurullin E. G., Islamov I.Z., Salakhov I. M. Analysis and evaluation of dosing devices of modern sowing complexes. Vestnik of the Kazan State Agrarian University, 2009, No. 2(12), pp. 53-55.
15. Pelletier L. Semoirspneumatiques in progression. France agricole, 1987, № 4, p. 55.
16. Dieckmann U. GedankenzumZuckerrubenbauheute. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
HMBa noBonwbfl № 3 (60) 2021
111
