CC BY
9
Г
v ТЕХН1ЧН1 НАУКИ
УДК 631.331
Б01: 10.15587/2313-8416.2017.101960
ОБГРУНТУВАННЯ РОБОЧО1 ПОВЕРХН1 КОНУСНОГО ПРИКОЧУЮЧОГО КОТКА ПРОСАПНО1 С1ВАЛКИ
© Д. Ю. Артеменко, В. А. Настоящий
Визначено, що основними факторами, як впливають на процес прикочування, е конструкцiя робочого органу та фiзико-механiчнi властивостi Грунту. Експериментально до^джено процес ущшьнення Грунту при взаемодИ з найпоширетшими типами котюв просапних авалок. Встановлено, що найбшьш пов-но задовольняють вимоги агротехнжи котки котчного типу. Запропоновано удосконалену конструкцiю конусного прикочуючого котка просапног авалки
Ключовi слова: процес прикочування Грунту, характер деформацИ Грунту, робоча поверхня конусного котка
1. Вступ
Основна мета агротехшки поаву просапних культур - це створення оптимальних умов для проро-стання насшня i появи дружних сходiв, при яких вони забезпечуються необхвдною шльшстю тепла, во-логи i повиря [1, 2]. При точному посiвi швидкiсть сходiв i !х рiвномiрнiсть залежать не пльки вiд схо-жостi насшня, а i вiд умов, утворених для нього ро-бочими органами авалки [3]. На сьогодшшнш день вже юнують сорти, якi здатш забезпечувати схожiсть до 90 % i вище, але тiльки яшсть посiвного матерiалу не може в повному обсязi гарантувати отримання ви-соких врожа!в. Лише сумiсна дш головних факторiв, якi впливають на врожай - якiсть насiння та правиль-не виконання технологiчного процесу можуть дати очiкуваний результат [4].
2. Лггературний огляд
Вивчення грунтових умов проростання i схо-жостi насiння просапних культур показало [5], що набухання i проростання насшня починаеться при вологостi грунту 12-14 %, i тiльки при наявносл бь льше 20 % вологи проростае усе життездатне насшня. Тому, щоб отримати високу польову схожiсть, необхiдно розмiщувати насшня в шарi грунту з воло-гiстю не нижче 20 %. Польовi дослiдження [6] сввд-чать, що чим бшьша глибина загортання насiння, тим нижча його польова схожкть та бiльш пiзнi i нерiв-номiрнi сходи. В поавному шарi грунту достатня кь льшсть вологи бувае тiльки ранньою весною або тс-ля дощiв i утримуеться дуже короткий час. Тому ос-новним ефективним прийомом тдвищення швидкос-тi появи рослин просапних культур на деннш повер-хт е прикочування висiяного насiння. Прикочування покращуе розподiлення насiння по глибиш, зменшуе випаровування вологи i сприяе И пiдтягуванню iз нижнiх шарiв грунту. Цей процес потрiбно виконува-
ти таким чином [7], щоб забезпечити максимально прийнятнi умови для швидко! появи сходiв на деннш поверхш. Це можливо, якщо ущiльнення вiд дii прикочуючого котка буде здшснюватись з обох боюв вiд насiнини, а мiж зонами ущiльнення буде знаходитись проспр для вiльного росту рослин [8].
Яшсть ущшьнення грунту прикочуючим котком просапно! сiвалки залежить передусiм ввд деформати-вних властивостей як котка, так i грунту. Аналiз досл> джень [9], якi були проведет по визначенню законо-мiрностей поведшки грунту при прикочуваннi рiзними типами котив, показав, що основними факторами, яш впливають на вказаний процес, е конструктивт особ-ливостi робочого органу та фiзико-механiчнi власти-восп грунту.
В роботi [10] в результат! польових випробу-вань було з'ясовано, що пiдвищити швидкiсть схо-дження висiяного насiння можна використовуючи до-датковi елементи (борозний коток) для притискання його безпосередньо в борозт. Набiр агрегатiв борозний коток i конiчний коток дають максимальний ефект, але в цшому виникае декiлька негативних фак-торiв якi можуть значно впливати на технолопчний процес - це налипання насiння на поверхню борозного котка та при шдвищенш вологостi налипання грунту на металеву поверхню кошчного котка. Аналогiчнi до-слiдження наведеш в [11], та зроблений висновок, що пiд кожнi умови поаву потрiбно використовувати рiз-ний набiр загораючих органiв (котки рiзних конструк-цiй, прутковi загортачi i т. д). Важлива увага в [12] придаляеться прикочуванню висiяного насiння i конс-трукцiям самих коткiв найбшьш ефективним вважа-еться конiчний коток з елементом який дозволяе ущь льнювати насiння безпосередньо в зош росту. Але на сьогоднiшнiй день не створено прикочуючого котка, який би в повнш мiрi задовольняв вимоги агротехнiки до прикочування насшня просапних культур.
Оскшьки, удосконалюючи конструкцш при-кочуючого котка, можна створити грунтовi умови, близью до необхщних i тдвищити динамiку пророс-тання насiння просапних культур на 10-15 %, то не-обхiднi додатковi дослiдження по обгрунтуванню !х робочих поверхонь.
3. Мета та задачi досл1дження
Мета дослщження - покращення умов контакту насшня з грунтом i задоволення вимог агротехнiки по диференщащ! питомо! щiльностi грунту в зон ро-змiщення насiння шляхом обгрунтування конструкцй конусного прикочуючого котка просапно! сiвалки.
Для досягнення мети були поставлен наступ-нi задачi:
- провести експериментальт дослiдження ро-боти найпоширешших прикочуючих котк1в просапних авалок з метою визначення переваг i недолiкiв в !х конструкщях;
- на основi отриманих експериментальних ре-зультатiв розробити удосконалену конструкцш прикочуючого котка просапно! авалки.
4. Матерiали i методи дослвдження
Експериментальнi дослвдження в робот [13] щд-тверджують наявнiсть пол1в напружень i деформацiй внутршнього грунтового масиву гад дieю грунтооброб-них машин, в результат! чого можна стверджувати, що характер !х розподiлення е основною характеристикою процесу прикочування. Для виконання умов агротехш-ки необидно, щоб профiль робочо! поверхнi прикочуючого котка мл- забезпечити необхвдну конфiгурацiю по-л1в напружень i деформацiй, як1 в свою чергу вплива-ють на формування щшьносп грунту в мiсцi залягання
насшня. Тому для можливосп подальшого удоскона-лення конструкцй прикочуючих котк1в необидно мати уяву, що ввдбуваеться в групп пiсля !х проходу, як де-формуеться грунтове середовище i ущiльнюються шари грунту по глибит в залежносп ввд конструктивних осо-бливостей робочо! поверxпi.
4. 1. Експериментальш дослщження роботи коткчв просапних ивалок
Для порiвпяльниx випробувань були викорис-танi найпоширенiшi конструкцй' прикочуючих котив вичизняних просапних сiвалок рис. 1.
1 2 3
Рис. 1. Прикочукга котки просапних авалок: 1 - котчний;
2 - елштичний; 3 - V-подiбний
За допомогою методу фарбованих шарiв грунту [14] були проведет лабораторт дослвдження для з'ясування характеру розподшення пол1в деформацiй грунту тд прикочуючими котками просапних ава-лок. Дослвди проводились в грунтовому канал1 на ла-бораторнiй установцi рис. 2.
7 2 6 I* 3 5
Рис. 2. Схема лабораторно! установки: 1 - грунтовий канал; 2 - вiзок; 3 - вилка котка; 4 - вантаж; 5 - прикочуючий коток; 6 - кронштейн; 7 - тяговий трос; 8 - пасова передача; 9 - редуктор; 10 - електродвигун; 11 - ящик
Послвдовшсть виконання дослдав була на-ступною: контрастш по кольору шари грунту тов-щиною 5...7 мм вкладали послiдовно в ящик до верхшх обрiзiв стiнок. В якосп кольорового барв-ника, який знаходиться в шарi фарбованого грунту, використовували подрiбнену крейду. Двi боковi стшки ящика виконувались зйомними. Грунт, який призначений для кольорового шару, прорвали через сито з розмiром комiрок 5 мм. Потрiбну воло-
гiсть грунту досягали пошаровим зволоженням йо-го водою через розпилювач.
На шляху просування котка викопували яму глибиною 0,5 м, дно ями швелювали. На дно ями встановлювали дослiдний ящик таким чином, щоб незйомт стiнки його були розмщеш паралельно ль ни руху котка, а рiвень грунту в ящику не в^^знявся ввд рiвня грунту на поверхнi поля. На зйомних боковинах ящика робили помггки, через котрi повинна
проходити умовна лшш руху котка. Шсля установки ящика в яму його стшки зовнi засипали грунтом. По-тiм знiмали зйомнi стшки ящика i через пщготовле-ний грунт протягували коток. Пiсля проходу котка зйомш стiнки встановлювали на мюце i ящик переносили в попередньо шдготовлену кювету з водою, в якш грунт набирався вологою. Пiсля зволоження ящик виймали iз кювети, знiмали зйомнi стшки i проводили зрiзання шарiв грунту в площиш, перпен-дикулярнiй напрямку руху котка, площини зрiзiв фо-тографували i визначали характер розподшення де-формацiй в грунтi. Для отримання зiставлених мате-рiалiв витримували однаковi: щiльнiсть, вологiсть, навантаження та швидшсть руху прикочуючих котив. Проведенi дослiдження дозволили отримати на-ступнi результати (рис. 3).
в
Рис. 3. Картини характеру розподшення птв деформацiй пiд прикочуючими котками при щшьносл грунту 0,8 г/см3 , вологосп 21-23 %, навантаженш 200Н та швидкосл руху 1,5 м/с: а - елштичного; б - У-пздбного; в - кошчного
Отриманi данi по характеру розподшення де-формацiй пiд котком елштичного профiлю (рис. 3, а) показують, що максимальш деформацii' утворюються
точно по вершиш елiпса профiлю прикочуючого котка, що в свою чергу приводить до збшьшення вели-чини щ№носп грунту прямо над вис1яним насiнням. Такий розподiл негативно впливае на швидкiсть появи рослин на деннш поверхш.
Оскшьки V-подiбний коток мае таку констру-кцiю, що мiж сусiднiми котками збертаеться ввдс-тань, не менша нiж 30 мм (зменшення вшсташ мiж котками приведе до ïx забивання грунтом i непраце-здатносп) то, як видно з рис. 3, б, максимальш де-формацп спостерiгаються в основному по краях найбшьшого занурення профiлiв коткiв в грунт. В результат посерединi рядка мiж прикочуючими котками спостертаеться зона мiнiмальниx деформа-цiй, що говорить про неущшьнену дiлянку значно1 ширини, яка набагато ширша за ширину рядка, в якому знаходиться насiння, що в свою чергу е ввд-хиленням вiд вимог агротеxнiки до прикочуван-ня насiння.
Аналiз розподшення полiв деформацiй пiд конiчним котком (рис. 3, в) показав, що максимальш деформацп утворюються на кшцях конiчноï поверxнi прикочуючого котка, а мжмальш дефор-мацiï в середиш рядка, конiчний коток утворюе дь лянки ущiльнення з обох бошв вiд висiяного насш-ня в безпосереднш близькостi вiд нього, що сприяе шдтягуванню капiлярноï вологи безпосередньо до насшини. Така конструкшя найбiльш повно задо-вольняе вимогам агротехшки до прикочування насшня просапних культур але i мае значний недолш такий коток не мае ушверсальносп, а саме не при-датний для прикочування насшня просапних культур яке загортаеться на глибину бшьше 4 см. Тому для надання ушверсальносп такому типу котка не-обхвдно врахувати максимальну глибину загортан-ня насшня просапних культур.
4. 2. Розробка удосконалено'1 конструкцй конусного прикочуючого котка просапно'1 сiвалки
Аналiз розподiлення полiв деформацiй пiд конiчним котком (рис. 3, в) показав, що 1'х конф^у-рацiя найбiльш повно ввдповшае вимогам до прикочування утворюючи максимальш деформаци на кiнцяx конiчноï поверxнi прикочуючого котка i мь нiмальнi деформацiï в зонi проростання насшня. Але поряд з перевагами кошчних котшв е 1'х сутте-вий недолiк - при збшьшенш навантаження на коток, коли необхвдно прикочувати насiння висiяне на бшьшш глибинi нiж глибина робочо1' поверxнi котка, верxнiй шар грунту над насшням може пе-реущшьнюватись тим самим перешкоджаючи шви-дкш появi сxодiв.
Для усунення недолшв в роботi конiчного котка була розроблена нова конструкшя робочого органу. Робоча поверхня запропоновано1' конструкцй' ви-конана у виглядi змiщеного конуса iз заокругленням в нижнш частинi, причому в поперечному перерiзi коток мае внутрiшню робочу частину, товщина сть нок яко1' рiвномiрно зменшуеться вiд основи до вер-шини i е гнучкою, а зовнiшня частина мае постшну товщину та жорстка рис. 4.
Рис. 4. Удосконалена конструкщя конусного прикочуючого котка: 1 - общ; 2 - металевi диски; 3 - ось; 4 - гайка
Робочий процес запропонованого прикочуючого котка ввдбуваеться таким чином: прикочуючий коток внутрiшньою частиною ободiв 1 плавно ввд верхнiх шарiв до нижшх ущiльнюе грунт з обох бошв ввд насiння. Для зменшення ущiльнення котком вер-хнього шару грунту над насшням, за рахунок гнучко-го профшю обода 1, коток здшснюе демпфування. Зовнiшня частина, металевий диск 2 встановлений на ос 3 i зафiксований гайкою 4, за рахунок жорстко! конструкцп ущiльнюе грунт в глибину, по напрямку до насшня, утворюючи сприятливi умови для шдтя-гування кашлярно! вологи та його проростання. Та-ка конструкцiя котка, забезпечуе диференцшне роз-подiлення щiльностi грунту - бшьша щiльнiсть мае мiсце в зон розмiщення насiння, а менша - в верх-нiй зош рядка.
Ефектившсть запропоновано! конструкцп прикочуючого котка забезпечуеться: пiдвищеною щшь-нiстю грунту в зонi розмщення насiння, що сприяе ш-дтягуванню вологи i покращенню його схожосп та створенням сприятливих умов для проростання насшня завдяки меншш щiльностi грунту безпосередньо над ним, компенсащею згруджування грунту котком завдяки диференцшному виконанню його профiлю, що дозволяе зменшити налипання вологого грунту на робочу поверхню завдяки деформаци обода.
5. Результати досл1джень та 1х обговорення
В результатi проведених досл1джень визначе-но, що конструкщя конiчного котка найбiльш повно задовольняе вимогам до прикочування насiння про-сапних культур, а головним И недолшом е викорис-
тання котка на посiвi глибиною до 4 см. Головною передумовами покращання роботи кошчного котка е врахування в його конструкций глибини загортання бшьшосл насiння просапних культур та забезпечення збiльшення динамiки появи рослин на деннш повер-xпi. Для задоволення цих вимог розроблена та запро-понована нова конструкцiя конусного прикочуючого котка просапно! сiвалки.
В подальшому плануеться виготовлення екс-периментальних зразшв нового котка та проведення експериментальних дослiджень по визначенню опти-мальних параметрiв робочих елементiв як1 впливають на його теxнологiчнi характеристики.
6. Висновки
1. Проведено аналiз роботи найпоширешших прикочуючих котк1в просапних авалок i з'ясовано, що жодна конструкщя не може в повному обсязi за-довольнити вимоги агротеxнiки до утворення сприятливих умов для стрiмкого проростання насiння i появи рослин на деннш поверхш.
2. В результат проведених експериментальних дослщжень (рис. 3) з'ясовано, що робота кошчно! конструкцй' прикочуючого котка в значнш мiрi вщпо-ввдае вимогам агротеxнiки до прикочування насшня просапних культур також отриманi рекомендацл для проектування його удосконалено! робочо! поверxнi.
3. Розроблена та запропонована нова констру-кцiя конусного прикочуючого котка просапно! «валки (рис. 4), що дае можливють не тшьки яшсно ущь льнювати грунт навколо насшня, а i формувати умови для швидко! появи рослин на деннш поверхш.
.HiTepaTypa
1. KonoMirnt, O. n. nepegyMOBH «KicHOi ciB6n [TeKCT] / O. n. KonoMirnt, r. C. roHHapyK, T. H. .HoMaKO // ^KpoBi 6y-p«kh. - 1999. - № 2. - C. 17.
2. Brunotte, J. Architektur moderne Pflanzen [Text] / J. Brunotte, K. Sommer, B. Gattermann. - Hasbergen, 2005. - 92 p.
3. ToHHapyK, r. C. ^KicHa ciB6a цyкрoвнх 6ypmiB 3anopyKa bhcokoto Bpoxaro [TeKCT] / r. C. ToHHapyK // Цукрoвi 6ypa-kh. - 2001. - № 2. - C. 8-9.
4. European Commission, Directorate General IA, Tacis. Sugar beet cultivation: technical conclusions based on experience gained in the Krasnodar region [Text]. - Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 1995. - 60 p.
5. KoBTyH, ro. H. noHBeHHtie yraoBna Bcxoxecm ceMAH [TeKCT] / ro. H. KoBTyH // CaxapHa« CBeraa. - 1972. - № 3. -C. 19-22.
6. TmTeHKO, M. B. CpoKH ceBa h ray6HHa 3age^KH ceMAH [TeKCT] / M. B. rHaTeHKO // CaxapHa« CBeraa. - 1978. - № 2. -C. 28-29.
7. Глуховский, В. С. Разработка научных основ технологии выращивания сахарной свеклы без затрат ручного труда на формировании густоты насаждения [Текст]: автореф. дис. ... д-ра сельхоз. наук / В. С. Глуховский. - К., 1982. - 42 с.
8. Шевелев, В. М. Исследование процесса прикатывания почвы при посеве сельскохозяйственных культур [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / В. М. Шевелев; Кишиневский СХИ. - Кишинёв, 1969. - 25 с.
9. Baker, C. J. No-tillage Seeding in Conservation Agriculture [Text] / C. J. Baker, K. E. Saxton, W. R. Ritchie, W. C. T. Chamen, D. C. Reicosky et. al.; C. J. Baker, K. E. Saxton (Eds.). - Wallingford: CAB International, 2006. - 341 p.
10. Uppenkamp, N. Einflub verschiedener nachlaufender Druckrollen von Einzelkornsägeräten auf die Rückverfestingung in der Saatfurche [Text] / N. Uppenkamp, W. Brinkmann // Die Zuckerrübe. - 1985. - Vol. 4. - P. 180-183.
11. Radamacher, Th. Wie betten und zudecken? Zur Arbeitsgualität von Zuckerrüben - Einzelkornsägezäten [Text] / Th. Radamacher // Landtechnik. - 1988. - Vol. 44, Issue 4. - P. 192-195.
12. Röper, W. Mulchsaat bei Zuckerrüben - Probleme und Erfahrungen [Text] / W. Röper, M. Sommer // Die Zuckerrübe. -1985. - Vol. 6. - P. 270-275.
13. Деграф, Г. А. Некоторые результаты исследований напряжений в почве [Текст] / Г. А. Деграф // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1966. - № 10. - С. 87-89.
14. Набатян, М. П. Методика оценки бороздообразования [Текст] / М. П. Набатян, Д. В. Пологих. - М.: ВИМ, 1971. - 40 с.
Рекомендовано до публгкацИ д-р техн. наук, професор Сало В. М.
Дата надходження рукопису 11.05.2017
Артеменко Дмитро Юршович, кандидат техшчних наук, доцент, кафедра альськогосподарського ма-шинобудування, Центральноукрашський нацюнальний техшчний ушверситет, пр. Ушверситетський, 8, м. Кропивницький, Украша, 25006
Натоящий Владислав Анатолшович, кандидат техшчних наук, доцент, кафедра будiвельних, дорожшх машин та будiвництва, Центральноукрашський нацюнальний техшчний ушверситет, пр. Ушверситетський, 8, м. Кропивницький, Украша, 25006
УДК 004.89, 004.93
Б01: 10.15587/2313-8416.2017.101098
ВИД1ЛЕННЯ САМОПОД1БНИХ СТРУКТУР МОВНИХ СИГНАЛ1В В ЗАДАЧАХ 1ДЕНТИФ1КАЦП ДИКТОРА
© Я. А. Белозьорова
До^джена задача видшення iдентифiкацiйних ознак диктора у виглядi параметрiв частоти основного тону i розпгзнавання диктора на основi кратномасштабного та фрактального перетворення. Запропо-новано пiдхiд видшення уткальних для особистостi самоподiбних структур i розробленi методики об-робки голосового сигналу дозволяють використовувати гх для побудови систем розп1знавання мовних го-лосових сигналiв, для створення ттелектуальних систем взаемодИ користувача й комп'ютера Ключовi слова: мовний сигнал, самоподiбнi структури, фрактальна розмiрнiсть, сегментацiя мови, розпгзнавання диктора
1. Вступ
Задача розшзнавання диктора та створення ал-горшшв видшення характеристик мовного сигналу е важливою складовою процесу взаемодп людини та програмно-апаратних систем в частиш отримання персошфшованого доступу до ресурав цих систем. Дослвдження в обласп автоматичного розшзнавання голосу диктора протягом останшх десяти рошв приз-вело до створення досить ефективних системи розшзнавання [1]. 1снують рiзнi шдходи до практично! ре-алiзацii системи розшзнавання голосу диктора. Од-нак, до тепершнього часу немае достатньо точно! фь зично! модели що описуе iндивiдуальнi характеристики голосу.
2. Лггературний огляд
Дослвдженню мовного апарата, роздшенню мовного сигналу та алгоршадв шентификацп диктора присвячена значна шльшсть наукових робгт. Ранш
дослвдження базувалися, в основному, на статистич-ному пiдходi з використанням прихованих маршвсь-ких ланцюпв [2], критерш максимально! правдопо-дiбностi та нейронних мережах [3].
Основним результатом проведених дослi-джень технологи вдентифшацп голосу е висновок, що вдентифшацгя диктора за голосом не може бути виконана за принципами аналопчним кримшалюти-чним дослiдженням при дактилоскопп i аналiзi ДНК, де варiативна складова дослiдження дуже невелика, i в даний час не юнуе абсолютно надiйного методу визначення приналежностi мовних сигналiв конкретнш людинi [4]. Так в кримшалютичних задачах розпiзнавання диктора може мати тшьки iмо-вiрнiсний характер iз зазначенням правдоподiбностi того, що два мовних сигналу належать конкретному диктору. Результати дослвджень показують, що величина вибiрки голосового сигналу для аналiзу в бь льшосп реальних задач настiльки незначна, що вь
