Научная статья на тему 'Некоторые результаты лабораторно-полевых исследований вариатора привода высевающих аппаратов'

Некоторые результаты лабораторно-полевых исследований вариатора привода высевающих аппаратов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
101
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВАРИАТОР / СЕЯЛКА / ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ / РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЕМЯН / VARIATOR / SOWING MACHINE / LABORATORY AND FIELD TESTS / SEEDS DISTRIBUTION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Ларюшин Николай Петрович, Шуков Александр Васильевич

Статья посвящена повышению качества посева семян зерновых культур сеялкой-культиватором с разработкой и применением вариатора привода высевающих аппаратов. При проведении теоретических и лабораторных исследований были сделаны некоторые допущения и использованы приближенные схемы изучаемых процессов. Поэтому аналитические выражения полученных соотношений требуют проверки в реальных условиях. С этой целью и были проведены лабораторно-полевые исследования. Программа исследований включала лабораторно-полевые исследования сеялки-культиватора, оборудованной экспериментальным рычажным вариатором привода высевающих аппаратов для обоснования оптимальных значений конструктивных и режимных параметров вариатора привода высевающих аппаратов, на посеве озимой пшеницы сорта Жемчужина Поволжья. Определены интервалы оптимальных значений конструктивных и режимных параметров рычажного вариатора привода высевающего аппарата сеялки: передаточное отношение рычажного вариатора, радиус кривошипа выходного вала рычажного вариатора и радиус кривошипа входного вала рычажного вариатора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Ларюшин Николай Петрович, Шуков Александр Васильевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SOME OF THE RESULTS OF LABORATORY AND FIELD TESTS WITH THE DRIVE VARIATOR OF SOWING MACHINES

The article is devoted to improving the quality of grain seeds sowing with the tiller seeder by means of design and application of drive variator of sowing machines. When carrying out theoretical and laboratory tests some tolerations were made and the approximate scheme of the processes were used in examining the processes. So the analytical results of the obtained ratio expressions require testing in real conditions. According to this purpose the laboratory-field tests have been carried out. The research program included laboratory and field tests of the tiller-seeder equipped with the experimental lever drive variator of the sowing machines for the substantiation optimal data of the design and operational parameters of the drive variator in sowing machines when used in planting winter wheat variety Zemchuzina Povolzhya. The intervals of the optimal meanings of the construction and regime parameters of the lever drive variator in the sowing device of the seeder have been determined. They are the gear ratio of the lever variator, the radius of the crank of the output shaft of lever drive variator and the radius of a crank of the input shaft lever of drive variator.

Текст научной работы на тему «Некоторые результаты лабораторно-полевых исследований вариатора привода высевающих аппаратов»

УДК 631.331

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВАРИАТОРА ПРИВОДА ВЫСЕВАЮЩИХ АППАРАТОВ

Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; А. В. Шуков, канд. техн. наук

ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. (8412) 628 517, Россия

Статья посвящена повышению качества посева семян зерновых культур сеялкой-культиватором с разработкой и применением вариатора привода высевающих аппаратов. При проведении теоретических и лабораторных исследований были сделаны некоторые допущения и использованы приближенные схемы изучаемых процессов. Поэтому аналитические выражения полученных соотношений требуют проверки в реальных условиях. С этой целью и были проведены лабораторно-полевые исследования. Программа исследований включала лабораторно-полевые исследования сеялки-культиватора, оборудованной экспериментальным рычажным вариатором привода высевающих аппаратов для обоснования оптимальных значений конструктивных и режимных параметров вариатора привода высевающих аппаратов, на посеве озимой пшеницы сорта Жемчужина Поволжья. Определены интервалы оптимальных значений конструктивных и режимных параметров рычажного вариатора привода высевающего аппарата сеялки: передаточное отношение рычажного вариатора, радиус кривошипа выходного вала рычажного вариатора и радиус кривошипа входного вала рычажного вариатора.

Ключевые слова: вариатор, сеялка, лабораторно-полевые исследования, распределение семян.

В последние годы интерес к проблемам посева сельскохозяйственных культур значительно возрос, что объясняется важностью этой операции для повышения урожайности, необходимостью внедрения в производство интенсивных ресурсо- и вла-госберегающих технологий с применением сеялок-культиваторов. При возделывании зерновых культур посев является одной из ответственных операций, при этом правильно выбранная технология посева, точность установки нормы высева семян посевных машин в зависимости от сложившихся климатических и конкретных почвенных условий определяют будущий урожай. Кроме того, высококачественный посев позволяет окупить затраты труда и денежных средств.

Для посевных машин, в частности сеялок-культиваторов, одним из самых перспективных и надежных, с хорошими показателями качества и точности установки нормы высева семян является механический привод высевающих аппаратов с помощью редуктора или вариатора.

Изменение нормы высева с помощью редуктора имеет ряд недостатков, которые оказывают влияние на ухудшение точности установки нормы высева семян, равномерности распределения семян по площади рассева, на увеличение травмирования семян, что приводит к снижению урожайности

зерновых культур и, кроме того, увеличению расхода посевного материала. Привод высевающих аппаратов с помощью вариатора наиболее перспективный, но проблема применения его в настоящее время еще слабо изучена.

Целью выполнения исследований явилось обоснование возможности применения вариатора привода высевающих аппаратов зерновой сеялки для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, а также уточнение оптимальных значений его конструктивных и режимных параметров в полевых условиях.

Эта цель подразумевала решение следующих задач:

- изучение зависимости равномерности распределения семян зерновых культур по ширине захвата сошника в зависимости от скорости агрегата;

- определение основных качественных показателей работы сеялки с экспериментальным рычажным вариатором привода высевающих аппаратов.

Лабораторно-полевые исследования в соответствии с СТО АИСТ 10.4-2004 «Испытания сельскохозяйственной техники» в 2010-2011 гг. проводились в Иссинском районе Пензенской области на полях СПК «Победа». Для посева использовались семена озимой пшеницы сорта Жемчужина Поволжья с нормой высева 225 кг/га.

Нива Поволжья № 4 (25) 2012 65

Рис. 1. Схема экспериментальной сеялки ССВ-3,5:1 - прицепное устройство; 2 - маркёр, 3, 5 - вариаторы высевающих аппаратов; 4 - бункер семян и удобрений; 6 - площадка; 7 - высевающие аппараты; 8 - колесо заднее; 9 - выравнивающее устройство; 10 - ра-ма;11 - сошник; 12 - колесо; 13 - прикатывающее устройство

Исследования проводились экспериментальной зерновой сеялкой ССВ-3,5 (рис. 1). Сеялка ССВ-3,5 состоит из рамы 10 с прицепным устройством 1, бункера 4 с отделениями для семян и удобрений, в днища которых установлены катушечно-винтовые семявысевающие и катушечно-штифтовые туковысевающие аппараты, лаповых сошников 14, передних 12 и задних 8 колёс, механизма (рычажного вариатора) передач привода семя- и туковысе-вающих аппаратов 3 и 5, заравнивающего устройства 9 и прикатывающих устройств 13, представляющих собой катки цилиндрической формы, установленные на специальной рамке, шарнирно соединенной с основной рамой посевного агрегата, их положение относительно поверхности поля регулируется с помощью тяг регулируемой длины, по две на каждой секции катков.

Для облегчения доступа обслуживающего персонала к бункеру семян и удобрений на раме 10 установлена площадка 6. Бункер 4 имеет отделения для семян и гранулированных минеральных удобрений. К поперечным брусьям рамы 10 на специальных кронштейнах крепятся в три ряда пятнадцать лаповых сошников 11. Спереди сеялка опирается на пневматические колёса 12, сзади на колёса 8, с помощью гидроцилиндра она переводится из транспортного положения в рабочее и обратно.

К поперечным брусьям рамы 11 на специальных кронштейнах крепятся в три ряда пятнадцать лаповых сошников 12, состоящих из рыхлительного зуба, кронштейна стойки, семяпровода, распределителя семян, рабочие поверхности которого выполнены в виде полинома, подошвы, болта крепления, экстраполярной лапы. На

Рис. 2. Общий вид экспериментальной сеялки ССВ-3,5 с рычажным вариатором

Рис. 3. График зависимости коэффициента вариации (V) от скорости движения агрегата (V)

переднем ряду и на краиних сошниках второго ряда установлены бороздообразую-щие рабочие органы, представляющие собой кронштейн с закреплённым на нём рыхлительным зубом.

Для закладки опыта был выбран ровный однородный участок, на котором в дни проведения посева в трех местах определялась влажность почвы и ее твердость общепринятыми методами, соответствующими ГОСТ 28268-89 и ГОСТ 28168-89, на

3

глубине 0...5 см, 5...10 см, а также 10...15 см. Предшествующая культура - чистые пары. Предпосевная обработка заключалась в предпосевной культивации почвы на глубину 6.8 см с одновременным боронованием. Почва на экспериментальном участке - среднесуглинистый чернозем.

Для объективного сравнения на экспериментальном участке проводили посев сеялкой ССВ-3,5 тем же семенным материалом.

3

м

р

о

я

« 0х

о я ¡н

и ,

а ^

И я

СО е

т с

о а

е и

8 т е с

е Л

я «

о

ч

к

т

О

2,5

0,5

2,! / 2,8

2,1

17

> Л ► 1,3 1 . 1,2

0,7^ 0,8^ 0,9 1 0,9

0,6 0,6 0,7

0,2 ' 0,2 "0,3 1 г0з 0,4

8 9 10 11 12 Скорость агрегата, V км/ч

13

14

15

16

Рис. 4. Графики зависимости отклонения нормы высева (У) от скорости агрегата (V): 1 - отклонение от нормы высева у экспериментальной сеялки; 2 - отклонение от нормы высева у базовой сеялки ССВ-3,5

Нива Поволжья № 4 (25) 2012 67

2

1

0

5

6

7

2,5

а

о

я «

о я я

1,5

0,5

\7

1,5

^0,9

0,4

14 15 16 17 18 19

Радиус кривошипа входного вала Ивх, мм

а

20

21

2,5

а о я =я о я

я

«

я

я ^

я о ч и н О

1,5

0,5

11,1

0,9

0,1^ 0,3

35 36 37 38 39 40 41 42 43

Радиус кривошипа выходного вала И, мм б

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

44

45

2,5

а

о

* х°

Ж 0х § ^

Я & £

1

СП &

н ° о «

О И

^ (и я 2 8 л я о ч

И н О

1,5

0,5

1,6

0,1

У 0,6

"Д2

3456789 10

Передаточное отношение рычажного вариатора и в

Рис. 5. Графики зависимости отклонения нормы высева (У) от: а - радиуса кривошипа входного вала б - радиуса кривошипа выходного вала R; в - передаточного отношения рычажного вариатора и

2

0

2

0

2

0

Чтобы изучить влияние скорости посевного агрегата на равномерность распределения семян по площади рассева и заделки их на необходимую глубину, скорость испытуемой сеялки с рычажным вариатором привода высевающих аппаратов изменялась в пределах от 6 до 14 км/ч. Рабочую скорость определяли путем фиксирования прохождения длины участка за определенное время.

Для определения качества распределения семян по площади рассева по диагонали участка намечали 3 учетные делянки, ширина которых соответствовала ширине захвата сеялки. Длина каждой делянки при этом составляла 30 м.

Фактическую норму высева семян определяли перед закладкой сравнительного опыта на участке, расположенном рядом с опытным, для чего сеялка с опущенными сошниками проходила путь длиной 100 м, при трехкратной повторности. Семена при этом собирали в специальные емкости. Массу семян, высеянных каждым аппаратом, определяли на весах с погрешностью ±1 г.

Фактическую норму высева находили по выражению

<1>

где О - фактическая норма высева, кг/га;

^д - масса семян, высеянных всеми

аппаратами, кг;

В - ширина захвата сеялки, м;

£ - длина участка, м.

Контрольные делянки засевали сеялкой ССВ-3,5 на оптимальной скорости, в трехкратной повторности. Ширину учетных делянок устанавливали равной двум проходам сеялки, длину - 100 м. На каждом проходе сеялки выделяли по три площадки в 30 м2, на которых учитывали равномерность распределения семян с целью определения существенного различия между испытуемыми машинами.

При исследовании влияния скорости движения агрегата на равномерность распределения семян зерновых культур по площади рассева положение регулятора рычажного вариатора оставалось постоянным в положении, равном значению 66 показания шкалы рычажного вариатора, что соответствует норме высева семян 225 кг/га, согласно графику для предварительной установки нормы высева семян.

Корреляционная связь между показателем неравномерности распределения семян зерновых культур по площади рассева

(у, %) и скоростью агрегата V (км/ч) выражается зависимостью

у(У) = 164,83 - 22,55У + 1,05¥2,

(2)

при индексе корреляции R= 0,99.

Анализируя полученные результаты, изображенные в виде зависимости (рис. 3), и отклонения от заданной нормы высева семян (рис. 4), можно сделать вывод о целесообразности применения зерновой сеялки с исследуемым рычажным вариатором привода высевающих аппаратов для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур в диапазоне 9...12,4 км/ч, так как скорость в этом интервале не оказывает существенного влияния на равномерность распределения семян зерновых культур по площади рассева и на отклонения от заданной нормы высева семян. Данный диапазон скоростей соответствует 1.2 передаче трактора Т-150К.

На графиках рис. 5 видно, что оптимальные значения радиуса кривошипа входного вала Rвx= 18 мм; радиуса кривошипа выходного вала R= 40 мм; передаточное отношение рычажного вариатора и= 6,3.

Лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментальной сеялки с рычажным вариатором привода высевающих аппаратов для посева зерновых культур подтвердили достоверность теоретических расчетов и лабораторных исследований. Производственные испытания проводились в сравнении экспериментальной сеялки ССВ-3,5 с рычажным вариатором привода высевающих аппаратов с базовой сеялкой ССВ-3,5. Как показали результаты этих испытаний, экспериментальная сеялка устойчиво выполняет технологический процесс посева зерновых культур в диапазоне скоростей 9. 12,4 км/ч. Отклонение от заданной нормы высева у сеялки ССВ-3,5 составило до 2,6 %, а у экспериментальной - не более 1,0 %, что соответствует агротехническим требованиям к зерновым сеялкам (не более 3 %). Коэффициент вариации, характеризующий равномерность распределения семян по площади рассева, составил у разработанной сеялки 43,8 % (у базовой - 44,7). Результаты производственных испытаний показывают, что применение сеялки с вариатором привода высевающего аппарата для подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур позволяет получить экономию посевного материала до 6 % и прибавку урожая до 11 % в сравнении с базовой.

Нива Поволжья № 4 (25) 2012 69

Литература

1. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

2. Астахов, В. С. Анализ пневматических централизованных систем / В. С. Астахов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -1997. - № 10. - С. 33-34.

3. Бондаренко, П. А. Агротехническая оценка высевающих устройств / П. А. Бондаренко // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2008. - № 1. - С. 49-50.

4. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Агропромиз-дат, 1985. - 351 с.

5. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследованиях технологических процессов / А. А. Спиридонов. - М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

6. Дулов, М. И. Ресурсосберегающие технологии при возделывании озимой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья / М. И. Дулов, О. А. Блинова // Аграрный вестник Урала. - 2008. - № 4. - С. 37.

7. Шадский, В. А. Энергосберегающая основная обработка почвы - залог стабильных урожаев при орошении / В. А. Шадский, В. Е. Кижаева // Вестник СГАУ. - 2008. -№ 7.. - С. 37.

8. Ларюшин, Н. П. Высевающий аппарат для зерновой сеялки / Н. П. Ларюшин, А. В. Шуков // Образование, наука, практика: инновационный аспект: сб. мат-лов ме-ждунар. НПК, посвященной памяти профессора А. Ф. Блинохватова. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 206-207.

9. Ларюшин, Н. П. Полевые исследования сошника сеялки-культиватора ССВ-3,5 /

Н. П. Ларюшин, А. В. Мачнев, В. В. Шумаев // Нива Поволжья. - 2009. - № 1. - С. 74-76.

10. Ларюшин, Н. П. Некоторые результаты лабораторно-полевых исследований катушечно-винтового высевающего аппарата / Н. П. Ларюшин, А. В. Шуков // Нива Поволжья. - 2009. - № 2(11). - С. 52-58.

11. Ларюшин, Н. П. Результаты лабораторных исследований катушечного высевающего аппарата / Н. П. Ларюшин, А. В. Шуков, Т. Г. Федина // Нива Поволжья. - 2009. - № 1. - С. 77-82.

12. Кордаливский, С. В. Испытания сельскохозяйственной техники / С. В. Корда-ливский, А. В. Погорелый, Г. Н. Фулиман. -М.: Машиностроение, 1979. -188 с.

13. Иванов, А. И. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве: справочник / А. И. Иванов, А. М. Куликов, Б. С. Третьяков. - М.: Колос, 1984. - 352 с.

14. Посевные машины: Теория, конструкция, расчёт: монография / Н. П. Ларю-шин, А. В. Мачнев, В. В. Шумаев и др. - М.: Росинформагротех, 2010. - 292 с.

15. Ольшевская, В. Т. Сортировально-облучающая установка подготовки семян промышленной производительности / В. Т. Ольшевская // Вестник Казанского ГАУ. -2010. - № 4(18) - С. 48-51.

16. Нуруллин, Э. Г. Анализ и оценка дозирующих устройств современных посевных комплексов / Э. Г. Нуруллин, И. 3. Исламов, И. М. Салахов // Вестник Казанского ГАУ. - 2009. - № 2(12). - С. 53-55.

17. Ларин, М. А. Экспериментальные исследования сошника с направителем-распределителем семян пневматической сеялки / М. А. Ларин, А. В. Мачнев, А. В. Шуков, В. А. Мачнев // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2012. - № 3. - С. 118-122.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.