CC BY
55
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ_
УДК 631.53.011:631.331
НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРУДНОСЫПУЧИХ СЕМЯН ТЕРЕСКЕНА И ПРУТНЯКА
С.С. Полторынкин, аспирант А.Н. Цепляев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Волгоградский государственный аграрный университет
В статье приведен материал исследовательской работы по определению некоторых физико-механических свойств семян терескена и прутняка.
Ключевые слова: терескен, прутняк, трудносыпучие, физико-механические свойства, связанные группы, рабочий орган.
Технологический процесс посева трудносыпучих семян, образующих связанные группы, с использованием пневмомеханического высевающего аппарата с семяпроводом пневматического типа, связан с тесным взаимодействием рабочих органов с посевным материалом. Следовательно, нужно знать физико-механические свойства используемых семян, так как от них зависят конструктивные параметры рабочих органов и качество выполнения технологического процесса посева [3, 4]. В нашем случае для посева используются семена терескена и прутняка для выращивания на пастбищах в аридных районах [2]. Эти культуры не распространены, и данные по их физико-механическим свойствам семян изучены мало. Нами определялись следующие показатели: коэффициенты трения покоя и движения семян, а также критическая скорость витания - парусность семян. В качестве фрикционных поверхностей при проведении опытов выбирали резину и сталь, т. к. высевающий аппарат изготовлен с применением деталей из данных материалов.
Опыты проводили в пятикратной повторности, после определяли среднеарифметические значения (1) и среднеквадратические отклонения (2) по формулам [1]:
_ , , _ ........ . ¿=1
711 +П7+...+Пт,
(1)
О
_ I1 х I %
71-1
(2)
Результаты, полученные при обработке экспериментальных данных, представлены в таблицах 1-5.
Таблица 1 - Значения коэффициентов трения покоя трудносыпучих семян,
материал - резина
Культура /1 /2 /з /4 /5
Терескен 0,36 0,35 0,36 0,36 0,36 0,36 ±0,01
Терескен (без оболочки) 0,42 0,42 0,42 0,43 0,43 0,43 ±0,01
Прутняк 0,47 0,48 0,47 0,47 0,48 0,48 ±0,01
Таблица 2 - Значения коэффициентов трения покоя трудносыпучих семян, _материал - сталь_
Культура /1 /2 /з /4 /5 /
Терескен 0,22 0,23 0,24 0,22 0,22 0,23 ±0,02
Терескен (без оболочки) 0,35 0,35 0,34 0,34 0,34 0,34 ±0,01
Прутняк 0,30 0,31 0,31 0,30 0,30 0,31 ±0,01
Таблица 3 - Значения коэффициентов трения движения трудносыпучих семян,
матер эиал - езина
Культура /1 /2 /з /4 /5 /п
Терескен 0,24 0,25 0,24 0,25 0,25 0,25 ±0,01
Терескен (без оболочки) 0,32 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 ±0,01
Прутняк 0,35 0,33 0,34 0,35 0,33 0,34 ±0,02
Таблица 4 - Значения коэффициентов трения движения трудносыпучих семян, материал - сталь
Культура /1 /2 /з /4 /5 /п
Терескен 0,14 0,16 0,15 0,14 0,15 0,15 ±0,02
Терескен (без оболочки) 0,26 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 ±0,01
Прутняк 0,27 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 ±0,02
Таблица 5 - Значение критической скорости витания ркр трудносыпучих семян (м/с)
Культура VI ^2 из щ ^5 ис
Терескен 0,46 0,46 0,46 0,45 0,45 0,46 ±0,01
Терескен (без оболочки) 0,84 0,84 0,84 0,84 0,83 0,84 ±0,01
Прутняк 0,83 0,84 0,84 0,83 0,83 0,83 ±0,01
При определении коэффициента трения покоя был использован специальный прибор (рис. 1).
Рисунок 1 - Прибор для определения коэффициента трения покоя: 1 - подвижная наклонная плита; 2 - поверхность трения; 3 - испытуемый материал; 4 - винт; 5 - горизонтальная плита; 6 - шкала
Коэффициент трения покоя (3) определяли по значению угла а поворотной плиты (рис. 2):
/п = Ш =
(3)
Рисунок 2 - Схема сил, действующих на испытуемый материал
При определении коэффициента трения движения использовался прибор академика В.А. Желиговского (рис. 3).
Рисунок 3 - Прибор для определения коэффициента трения движения: 1 - линейка; 2 - каретка с испытуемым материалом; 3 - ползун; 4 - направляющая; 5 - поверхность трения; 6 - полозок опорный; 7 - струбцины; 8 - записывающий карандаш; 9 - горизонтальная поверхность; 10 - испытуемый материал; 11 - бумага чертёжная
Так как треугольники СМК и СК^ подобны (рис. 4), а угол трения ф равен углу МСК, то коэффициент трения движения получим из формулы (4):
/с = =
мк 100
(4)
Рисунок 4 - Схема сил, действующих на испытуемый материал
При определении показателя критической скорости витания использовался парусный классификатор [6] (рис. 4).
Рисунок 4 - Парусный классификатор: 1 - воздушный канал цилиндрического сечения; 2 - сетчатая перегородка; 3 - патрубок
вентилятора; 4 - частотный преобразователь
Испытуемое семя помещали в полость аэродинамической трубы непосредственно во входящий воздушный поток. В этот момент на частицу действуют две силы: сила давления воздушного потока R и сила тяжести G. Если R > G, семя движется вверх. При R < G, семя движется вниз. Когда R = G, семя находится во взвешенном состоянии, а скорость воздушного потока в данный момент будет являться критической скоростью для испытуемого семени. Изменяя напряжение, подводимое к статору двигателя, добивались условия R = G, а затем по показаниям лабораторного автотрансформатора определяли критическую скорость витания семени [7].
Особенность строения семян терескена создает определенные трудности при их высеве и распределении по площади питания. Они покрыты пушинками, что способствует к образованию связанных групп, делает их трудносыпучими. Из полученных нами данных видно, что терескен, благодаря своему строению семени, имеет низкий коэффициент трения. Следовательно, можно использовать конструкторские материалы с большим коэффициентом трения, не повреждая семян и обеспечивая необходимые условия для технологического процесса. Полученные данные по парусности семян позволяют определить необходимую скорость потока воздуха для транспортировки семян через семяпровод пневматического типа [5].
Библиографический список
1. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных [Текст]/ Г.В. Веденяпин. - М.: Колос, 1973. - 196 с.
2. Матвеев, Н.А. Терескен [Текст]/ Н.А. Матвеев. - М.: Колос, 1992. - 188 с.
3. Методика изучения физико-механических свойств сельскохозяйственных растений [Текст] / ВИСХОМ. - М.: Колос, 1970. - 277 с.
4. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений (методы исследования, приборы, характеристики) [Текст] / ВИСХОМ. - М.: Колос, 1970. - 423 с.
5. Цепляев, А.Н. Оптимизация конструктивных параметров пневматического сошника для посева проращенных семян бахчевых культур [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева,
В.А. Цепляев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2010. - № 3 (19). - С. 183-187.
6. Цепляев, А.Н. Парусный классификатор для определения критической скорости частиц зернового вороха [Текст]/ А.Н. Цепляев, М.А. Перепелкин, В.А. Цепляев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2011. - №3 (23). - С. 203-205.
7. Цепляев, А.Н. Разработка и исследование парусного классификатора для определения критической скорости частиц зернового вороха [Текст] / А.Н. Цепляев, М.А. Перепелкин, В.В. Цыганов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - №2 (26). - С. 174-178.
E-mail: dedakam@mail.ru
