CC BY
5
УДК 631.33.022.6
DOI 10.36461/NP.2022.61.1.010
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ СО СПЛОШНЫМ ПОКРЫТИЕМ КЛАПАНА ИЗ РЕЗИНЫ С ШИПАМИ, ВЫПОЛНЕННЫМИ В ФОРМЕ УСЕЧЕННЫХ КОНУСОВ
Д.Ю. Парфенов, аспирант; Н.П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; А.В. Шуков, канд. техн. наук, доцент; Р.Р. Девликамов, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный аграрный университет», г. Пенза, Россия, тел. (8412) 628 517, e-maiL: Larushinnp@maiL.ru
В статье представлены результаты лабораторных исследований высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов. Исследования экспериментального аппарата направлены на нахождение рациональных значений его конструктивных и режимных параметров, выполнены с применением лабораторной установки, смонтированной на почвенном канале. В работе представлены двухмерные сечения графической зависимости, характеризующие равномерность распределения семян по длине борозды от конструктивных и режимных параметров экспериментального высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов (частоты вращения катушки, диаметра верхней части шипа, угла наклона шипов), которые обеспечивают лучшие качественные показатели работы такого экспериментального высевающего аппарата [1, 2, 4, 8].
Ключевые слова: высевающий аппарат, частота вращения, лабораторная установка, диаметр, шипы, угол наклона.
Для цитирования: Парфенов Д.Ю., Ларюшин Н.П., Шуков А.В., Девликамов Р.Р. Лабораторные исследования высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов. Нива Поволжья, 2022, 1 (61), с. 03004. DOI 10.36461/NP.2022.61.1.010.
Введение
Анализируя современные конструкции высевающих аппаратов можно сделать вывод, что, в основном, они содержат корпус, с размещенной в нём высевающей катушкой, и установленным под ней клапаном. Поверхность клапанов выполняется гладкой или в виде чередующихся выступов и впадин. При работе высевающих аппаратов с рабочей поверхностью клапанов в виде чередующихся выступов и впадин, они создают прямое лобовое сопротивление семенам, при котором происходит вспучивание неподвижного слоя, действие которого передается активному слою семян, происходит нарушение формы и нарушение заданных параметров активного слоя высеваемых семян.
Так же применение чередующихся выступов и впадин на клапане высевающего аппарата приводит к изменению направления движения части семян к боковинам корпуса семенной коробки, что вызывает увеличение травмирования семян в области розетки семенной коробки. Поэтому разработка данного экспериментального высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с
шипами, выполненными в форме усеченных конусов, является актуальной для АПК РФ.
В результате изучения данной проблематики коллективом авторов Пензенского ГАУ был разработан, изготовлен и исследован высевающий аппарат зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов (патент на изобретение РФ №2705543).
Методы и материалы
Для исследований высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов, на базе ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ применялась экспериментальная лабораторная установка, установленная на канале с почвой (рис. 1), с применением методики многофакторного эксперимента [6].
Лабораторная установка (рис. 1), установленная на почвенном канале (2), включает в себя тележку (18), на которую крепится ящик для семян (11), исследуемая конструкция высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов (24). Меха-
низм регулировки по высоте двухдискового сошника (14) состоит из пружины сжатия (12) и поводка (22). Тележка приводится в движение с помощью пульта. Под двухдисковым сошником (14) расположен липкий щит (21) размером 1,0x0,5 м для сбора посевного материала.
Катушечный высевающий аппарат со сплошным покрытием клапанов из резины с
шипами, выполненными в форме усеченных конусов, включает в себя корпус (1) (рис. 2), катушку (2) на валу привода (3), розетку (4), муфту (5), клапан (6), сплошное покрытие (7) из резины с шипами (8), кромку сброса (9) клапана (6), от-бортовку (10) и покрытие (11) из антифрикционного материала.
Рис.1. Схема экспериментальной установки на канале с почвой для исследования высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов: 1, 20 - блочная система; 2 - почвенный канал; 3 - редуктор; 4, 10, 23 - приводные цепи; 5, 8 - электродвигатели; 6 - трос; 7 - цепной привод; 9 - вариатор привода высевающего аппарата; 11 - ящикдля семян; 12 - пружина сжатия; 13 - семяпровод; 14 - двухдисковый сошник; 15 - семена; 16 - пульт управления установкой; 17 - направляющая тележки; 18 - тележка; 19 - шкив, 21 - липкий щит; 22 - крепление двухдискового сошника; 24 - экспериментальный высевающий аппарат зерновой сеялки с наклоном ребер и желобков и перегородками желобков секционной катушки
Рис. 2. Схема катушечного высевающего аппарата со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов: 1 - корпус; 2 - катушка; 3 - вал; 4 - розетка; 5 - муфта; 6 - клапан; 7 - сплошное покрытие из резины; 8 - шипы; 9 - кромка сброса; 10 -отбортовка; 11 - покрытие из антифрикционного материала
Результаты и их обсуждение
В результате обработки данных эксперимента получили зависимость равномерности распределения семян по длине борозды от частоты вращения катушки (п), угла наклона шипов (а), и диаметра верхней части шипа у = /(п, а, ё) в закодированном виде [10]:
у = 22,23 - 0,37х1 - 0,57х2 + 0,92хз + 1,65х12 + 1,56х22 + 1,94хз2 - 0,55х1х2 - 0,76х1хз + 0,78х2хз. (1)
После преобразования полученного уравнения построили двухмерные сечения графических зависимостей исследуемых факторов (рис. 3, 4 и 5) [9, 10, 11-14].
Рассмотрев двухмерное сечение графической зависимости (рис. 3), нашли интервалы исследуемых величин [15, 16]: а = 28...35 град, й = 2,3... 2,9 мм, с параметром оптимизации, коэффициентом вариации, равным 22 %.
42
40
38
ЗЁ
34
32
сг
да г> 30
о 28
и
о
с н 26
Я
СТ1 /4
-
О
у 22
ГП
Я
И 20
о
& 18
/ /
I '
/ /
22
23 / /
у 4
\ 25 / • /
\ / 27
1,4 1,6 1.8 2,0 2,2 2.4 2,6 2Л Диметр верхней части шипа. с1. мм
3,0 3,2 3,4 3,6
Рис. 3. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян по дну борозды от диаметра верхней части шипа (й) и угла наклона шипов (а)
35
34
зз
9
§ 32
0 31
§ 30 §
Я и
& 29 п Рч А
В 2В
я Р"
27
// /
/ /
I
22 23 /
24
25 26
1.4 1,6 1,8 2,0 2.2 2,4 2,6 Диаметр верхней части шипа. Л. мм
3,0 3.2 3.4 3.6
Рис. 4. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян по дну борозды от диаметра верхней части шипа (й)
и частоты вращения катушки (п)
Рассмотрев двухмерное сечение (рис. 4) графической зависимости, нашли интервалы исследуемых величин п = 28,5...31,5 об/ мин, й = 2,15...2,80 мм. Рассмотрев двухмерное сечение
графической зависимости нашли интервалы исследуемых величин а = 26,0.36,6 град., п = 28,30...32,38 об/мин (рис. 5), с параметром оптимизации, равным 23 %.
Рис.5. Двухмерное сечение, характеризующее зависимость равномерности распределения семян по дну борозды от угла наклона шипов (а) и частоты вращения катушки (п)
Заключение
Проведя лабораторные исследования высевающего аппарата зерновой сеялки со сплошным покрытием клапана из резины с шипами, выполненными в форме усеченных конусов, нашли значение исследуемых факторов, оказывающих существенное влияние на неравномерность
распределения семян по длине борозды: угол наклона шипов (а = 26,0.36,6 град.), диаметр верхней части шипа ^ = 2,3.2,9 мм); частота вращения катушки (п = 28,30...32,38 мин-1), 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., Шуков А.В., Кирюхина Т.А., Абакумов А.В., Конструкция катушечного высевающего аппарата сеялки для посева зерновых культур. Нива Поволжья, 2019, № 1 (50), с. 109-113.
3. ОСТ 10 5. 1-2000. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей. Взамен РД 10 5.1-91. М.: Минсельхозпрод России, 2000, III, 72 с.
4. Ларюшин Н.П., Шуков А.В., Абакумов А.В. Лабораторные исследования высевающего аппарата, желобки катушки которого выполнены в форме тора. Аграрный научный журнал, 2019, № 4, с. 82-84.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) 5-е изд., доп. и перераб. Москва: Агропромиздат, 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. Ларюшин Н.П., Шуков А.В., Абакумов А.В. Лабораторные исследования высевающего аппарата, желобки катушки которого выполнены в форме тора. Аграрный научный журнал, 2019, № 4, с. 82-84.
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, 63 с.
13. Шуков А.В., Антонов А.В. Обоснование выбора конструкции высевающего аппарата сеялки подпочвенно разбросного посева. Научный потенциал студенчества - агропромышленному комплексу России: сборник материалов научной студенческой конференции. Пенза: РИО ПГСХА, 2008, с. 204.
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, р. 55.
16. Dieckmann U. Gedankenzum Zuckerrubenbauheute. Landtechnik, 1972, № 3, р. 37-43.
UDC 631.33.022.6
DOI 10.36461/NP.2022.61.1.010
LABORATORY STUDIES OF A SOWING UNIT OF A GRAIN SEEDER WITH CONTINUOUS RUBBER COATING OF A VALVE WITH TRUNCATED
CONE-SHAPED SPIKES
D.Yu. Parfenov, Postgraduate; N.P. Laryushin, Doctor of Engineering Sciences, Professor; A.V. Shukov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; R.R. Devlikamov, 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: Larushinnp@maiL.ru
The article presents the results of Laboratory studies on a sowing unit of a grain seeder with a continuous coating of a valve made of rubber with truncated cone-shaped spikes. Research into an experimental device aims to find rational values for its design and operating parameters and is carried out with a Laboratory unit mounted on a tillage bin. The paper presents two-dimensional sections of the graphical dependence characterizing the uniformity of seed distribution along the length of the furrow from the design and operating parameters of the experimental sowing unit of a grain seeder with a continuous coating of a valve made of rubber with spikes (frequency of rotation of the roller, diameter of the tip of the spikes, angle of inclination of the spikes). They have the shape of truncated cones and provide the best qualitative indicators of such an experimental seeder unit [1, 2, 4, 8].
Keywords: seed-sowing unit, rotation frequency, laboratory installation, diameter, spikes, angle of inclination.
References
1. Laryushin N.P., Machnev A.V., Shumaev V.V. et al. Sowing machines. Theory, design, calculation. Moscow: Rosinformagrotekh, 2010, 292 p.
2. Laryushin N.P., Shukov A.V., Kiryukhina T.A., Abakumov A.V., The design of the coil sowing unit of the drill for sowing grain crops. Volga Region Farmland, 2019, № 1 (50), p. 109-113.
3. OST 10 5. 1-2000. Testing of agricultural machinery. Sowing machines. Methods for assessing functional performance. Instead of RD 10 5.1-91. Moscow: Ministry of Agriculture and Food of the Russian Federation, 2000, III, 72 p.
4. Laryushin N.P., Shukov A.V., Abakumov A.V. Laboratory studies of the sowing unit with the grooves of the coil made in the shape of a torus The Agrarian Scientific Journal, 2019, no. 4, p. 82-84.
5. Dospekhov B.A. Methodology of field experience (with the basics of statistical processing of research results) 5th ed., revised and expanded. Moscow: Agropromizdat, 1985, 351 p.
6. Zavalishin F.S., Matsnev M.G. Research methods for the mechanization of agricultural production. Moscow: Kolos, 1982, 231 p.
7. Petukhov D.A., Serdyuk V.V. Modern seeding machines. Tekhnika i oborudovaniya dlya sela, 2012, No. 1, p. 18-21.
8. Laryushin N.P., Shukov A.V., Abakumov A.V. Laboratory studies of the sowing unit with the grooves of the coil made in the shape of a torus The Agrarian Scientific Journal, 2019, no. 4, p. 82-84.
9. GOST R 52778-2007. Testing of agricultural machinery. Methods of operational-technological evaluation Moscow: Izdatelstvo standartov, 2007, 28 p.
10. Soloveichik A.A., Rogoza A.A. Approximation of estimate of the correlation function of stationary stochastic processes in MathCad. Traktory i sel'khozmashiny, 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 package in solving quality management problems: a textbook. Tomsk: Publishing House of Tomsk Polytechnic University, 2011, 63 p.
13. Shukov A.V., Antonov A.V. Selection justification of the design of the sowing unit of the seeder of subsurface scattered sowing. Scientific potential of students - agro-industrial complex of Russia: collection of materials of the scientific student conference. Penza: RIO PSAA, 2008, p. 204.
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), p. 53-55.
15. Pelletier L. Semoirspneumatiques in progression. France agricole, 1987. № 4, p. 55.
16. Dieckmann U. Gedankenzum Zuckerrubenbauheute. Landtechnik, 1972, № 3, p. 37-43.
