ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ ПРОСЛОЙКИ И БОРОЗДООБРАЗОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫМИ СОШНИКАМИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 631.331.024.2/.3 DOI: 10.52691/2500-2651-2021-87-5-55-59

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ ПРОСЛОЙКИ И БОРОЗДООБРАЗОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫМИ СОШНИКАМИ

Locating the Soil Layer and Furrow Formation by a Dual-Level Coulter

Лабурдов О.П.1, канд. техн. наук, доцент, Кузюр В.М.2, канд. техн. наук, доцент, Будко С.И.2, канд. техн. наук, доцент, Сысоев А.А.1 магистр техн. наук, ст. преподаватель Laburdov O.P.1, Kuzur V.M.2, Budko S.I.2, Sysoev A.A.1

1 Белорусская государственная сельскохозяйственная академия Belarusian State Agricultural Academy 2 ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University

Аннотация. Научно установлено и практикой подтверждено, что урожай сельскохозяйственных культур на 25-30 % зависит от качества посева. К внесению минеральных удобрений агрономическая наука предъявляет ряд требований, выполнение которых должны обеспечивать сельскохозяйственные машины и их рабочие органы. В последнее время отечественные и зарубежные посевные машины оборудуются, как правило, комбинированными дисковыми сошниками, выполняющими несколько операций. В данной работе представлены результаты определения почвенной прослойки и процесса бороздообразования при работе комбинированного сошника. Получены теоретические зависимости и обоснованы геометрические параметры комбинированного сошника с разновеликими дисками для посева с одновременным внесением минеральных удобрений, определены условия самоосыпания почвы при работе комбинированного сошника с разновеликими дисками. Осыпание почвы за дисками сошника является сложным динамическим процессом, от которого зависит глубина заделки и точность взаиморасположения семян и удобрений. При движении сошника почвенная масса, огибая его диски, осыпается в открытую бороздку и располагается под углом естественного откоса. Выполненные аналитические исследования показали, что комбинированный сошник с разновеликими дисками дает возможность получить бороздку с высокими разрыхленными стенками, способными к самоосыпанию после его прохода.

Abstract. It is scientifically established and confirmed by practice that the yield of agricultural crops depends on the quality of sowing by 25-30%. Agronomic science imposes a number of requirements for the application of mineral fertilizers, the fulfilment of which must be provided by agricultural machines and their working bodies. Recently, domestic and foreign sowing machines are equipped, as a rule, with dual-level disc coulters that perform several operations. The results of locating the soil layer andfurrow formation by a dual-level coulter are presented in the paper. The theoretical dependences are obtained and the geometric parameters of a dual-level coulter with different-sized disks for sowing with simultaneous application of mineral fertilizers are justified, the conditions of self-precipitation of the soil during the operation of a duallevel coulter with different-sized disks are determined. The soil crumbling behind the coulter disks is a complex dynamic process, on which the depth of seeding and the accuracy of the mutual positioning of seeds and fertilizers depend. When the coulter moves, the soil mass, bending around its disks, crumbles into an open furrow and is located at the angle of the natural slope. The analytical studies performed have shown that a dual-level coulter with different-sized disks can make a furrow with high loosened sides that can crumble after its running.

Ключевые слова: удобрения, лента, семена, глубина хода, комбинированный сошник.

Key words: fertilizers, tape, seeds, running depth, dual-level coulter.

Определение задачи. К припосевному внутрипочвенному внесению минеральных удобрений агрономическая наука предъявляет ряд требований, выполнение которых должны обеспечивать сельскохозяйственные машины и их рабочие органы. При проектировании комбинированных сошников с разновеликими дисками необходимо учитывать следующие агротребования:

1. При ленточном внесении основного минерального удобрения одновременно с посевом, ленты могут располагаться в каждом междурядье зерновых культур или через одно. Допускается отклонение середины ленты удобрения от середины посевного междурядья в ту или другую сторону не

более чем на 1,5 см. При размещении лент основного удобрения в каждое посевное междурядье необходимо смещение в сторону от семян не менее чем на 2,5-3 см.

2. Глубина расположения лент удобрений должна регулироваться в пределах 3-10 см от уровня укладки семян. Допускается отклонение глубины заделки удобрений от заданной до ±1 см при меньших значениях этого показателя и до ±2 см - при больших.

3. Удобрения, вносимые локально, должны укладываться в бороздки с уплотненным дном [1].

Результаты. Так как основным требованием при работе сошника является размещение удобрений в стороне и ниже семян [2], за критерий, оценивающий качество выполнения технологического процесса рабочего органа, принимается величина почвенной прослойки (У), которую из рисунка 1 можно выразить уравнением:

У1 = + (^ - ь2у (1)

где В - расстояние между центрами дисков;

И] и И2 - глубина хода тукового и семенного дисков.

Рисунок 1 - Схема к определению почвенной прослойки между семенами и удобрениями

Из анализа рисунка 1 и агротребований можно установить связь между диаметрами дисков, высевающих различные материалы на различную глубину:

= Э2+2И - И2) (2)

где О и О2 - диаметр тукового и семенного дисков; И1 - И2 - устанавливается с учетом агротребований

Для выяснения взаимодействия дисков сошника с почвой (рисунок 2) было установлено, что при постоянной скорости движения траектории точек его дисков представляют собой пространственные кривые, уравнение которых имеет вид:

Рисунок - 2 Схема бороздообразования комбинированным сошником

X = (— — ц sin г) cos а

(3)

Y = (— - q cos(e + ¡)) sin a (4)

Z = — -qcose (5)

где Э - диаметр диска;

q -.стояние от произвольной точки диска до его центра; £ угол поворота диска;

а - угол атаки диска;

3 - угол между линией пересечения плоскостей дисков сошника и направлением его перемещения

На основании уравнений (3-5) установлено, что частицы почвы, сопри касающиеся с диском, поочередно находятся под воздействием элементов поверхностей диска, которые имеют различные скорости, т.е. взаимодействие диска с почвой носит динамический характер. Каждая частица почвы, соприкасающаяся с поверхностью перекатывающегося диска и не уносимая им, опишет на его поверхности кривую, уравнение которой в полярной системе координат имеет вид:

q = N

l—2-h2-£—j +h2 (6)

где к„ - расстояние, на котором проходит центр диска от данной частицы почвы При к„ =0 частица почвы проходит через центр диска и описывает на его поверхности спираль Архимеда. Подобного рода кривые будут нанесены на диске всеми частицами почвы, контактирующими с ним. Тогда длина траектории контакта частицы почвы с диском равна:

В/2 I-

В

где е = — - отношение расстояния от нижней точки диска до частицы почвы к его радиусу. Если бы диск не вращался, то контакт частиц почвы с диском проходил бы хорде, длина которой равна:

1Х = ^Б2 — 4И.2 = 0^(2 — е)е (8)

где к = —— кп - глубина хода диска.

Полученные зависимости показывают, что при расположении частиц почвы на расстоянии от нижней точки диска, не превышающем 0,83 радиуса, длина контакта их с вращающимся диском меньше, чем с не вращающимся. С увеличением отмеченного расстояния длина пути контакта частиц почвы с вращающимся диском больше, чем с не вращающимся.

Форма и размеры бороздки, образуемой дисковым сошником, определяется геометрическими размерами и описывается уравнением [3 ]:

Z = (l-cosP + 2^COP± ll-í-2^-) sin¡) — (9)

1 D sin a J \D sin a) 2

где z и у - координаты поперечного сечения бороздки

Для комбинированного сошника, диски которого не имеют точки схождения и образуют две самостоятельные бороздки, отпадает необходимость рассматривать случаи, когда угол крена отличен от 0°. Тогда для рассматриваемого сошника угол ¡ будет составлять 90°, и уравнение (9) запишется:

-(i-ñ^fl

— sin a

Z = l\1±¡1-(1-Din-a) ) (10)

Площадь поперечного сечения бороздки, образованной диском сошника, определяется выражением:

У2

S6 = J (h - Z)dy,

Уг

2

или приблизительно

(D2 VDh — h2 (D \ i-Л

S6 = I — arcsin-—--I — — h)yhD — h2) sina (11)

где y¡ и у2 - граничные значения координат бороздки;

z=f(y) - уравнение поперечного сечения бороздки.

При работе комбинированного сошника открытие бороздок для семян и удобрений будет сопровождаться образованием преддисковых почвенных валиков, высота которых определится из выражения:

2 SBkyutgy

К = 1-/ьп \2 ■-Г"' (12)

h — VhD — h2 sin a tgy

где hB - высота преддискового валика (рис.2);

куп - коэффициент, учитывающий уплотнение почвы при ее смещении

плоскостями дисков;

Ф - угол внутреннего трения почвы

Уравнения (11) и (12) показывают, что при постоянной глубине хода сошника h и данном диаметре диска D, высота предсошникового валика h„ увеличивается при увеличении углов ф и а, что обеспечивает возможность осыпания стенки бороздки после прохода сошника.

Выводы. В результате того, что поверхность бороздки, образованная дисковым сошником, не имеет резкого перехода от дна к стенкам, почва за дисками может начать осыпаться только тогда, когда поверхность бороздки будет иметь наклон к горизонту больше, чем угол естественного откоса почвы ф. На основании этого условия значения координат точки начала

возможного осыпания почвы за дисками запишутся:

^ _ Dtgysma

0 2Jtgp2 sin а2+1'

D.( tg<p siny \ (13)

ro = -smaM± — =);

2 \ y tgy2 sma2 + 1/

Di 1 \

Zo=rr\1

2 \ уС^1/

Эти уравнения показывают, что точка возможного начала осыпания почвы находится на некотором расстоянии от нижней точки диска и ее положение зависит от конструктивных параметров сошника и состояния почвы. Очевидно, для гарантированной заделки семян и удобрений за счет самоосыпания стенок бороздки необходимо выполнение неравенства:

(14)

Анализ выражения (14) показывает, что при колебании его составляющих независимых величин в широких пределах (И=1...12 см; ф=20...40°; 0=30...40см; а=5...15°) неравенство выполняется. Это значит, что в реальных пределах изменения конструктивных параметров дисков комбинированного сошника и почвенных условий гарантирована заделка высеваемых материалов комбинированной сеялки за счет самоосыпания стенок бороздок.

Библиографический список

1. Лабурдов О.П. Агротехнические аспекты функционирования сошников зернотуковых сеялок: тез. докл. 44-й науч.-практ. конф. профессорск.-преподават. состава. ГСХИ, апрель, 2020. Гродно, 2020. 137 с.

2. Лабурдов О.П. Повышение эффективности припосевного внесения минеральных удобрений комбинированными сошниками с разновеликими дисками: дис. ... канд. техн. наук. Горки, 2002. 168 с.

3. Донец С.М. Исследование технологического процесса заделки семя дисковыми сошниками при работе сеялок на повышенных скоростях: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.01 / Украинская сельскохозяйственная академия. Киев, 1963. 20 с.

4. Анализ машин для посева пропашных культур под мульчирующую пленку / В.И. Коцу-ба, К.Л. Пузевич, В.В. Пузевич, В.М. Кузюр // Конструирование, использование и надежность

машин сельскохозяйственного назначения: сб. науч. работ. Брянск: Изд-во Брянский ГАУ, 2020. № 1(19). С. 107-113.

5. Обзор и сравнительная оценка конструкций почвообрабатывающих агрегатов I С.И. Будко, В.М. Кузюр, Л.С. Киселева, В.Г. Ковалев, С.И. Козлов II Инновации и технологический прорыв в АПК: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. 2020. С. 223-229.

6. Анализ способов основной обработки почвы с модернизацией рабочих органов плуга I С И. Будко, В.М. Кузюр, И.В. Кузьменко, А.Н. Чайчиц II Вестник Брянской ГСХА. 2020. № 2 (78). С. 32-36.

7. Рабочий орган почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения: пат. 166354 Рос. Федерация I Блохин В.Н., Белоус Н.М., Никитин В.В., Сазонов Ф.Ф.; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный аграрный университет». № 2016113439; заявл. 07.04.2016; опубл. 20.11.2016, Бюл. № 32.

References

1. Laburdov O.P. Agrotekhnicheskie aspekty funkcionirovaniya soshnikov zernotukovyh seyalok: tez. dokl. 44-j nauch.-prakt. konf. professorsk.-prepodavat. sostava. GSKHI, aprel', 2020. Grodno, 2020. lS? s.

2. Laburdov O.P. Povyshenie effektivnosti priposevnogo vneseniya mineral'nyh udobrenij kom-binirovannymi soshnikami s raznovelikimi diskami: dis. ... kand. tekhn. nauk. Gorki, 2002. 168 s.

S. Donec S.M. Issledovanie tekhnologicheskogo processa zadelki semya diskovymi soshnikami pri rabote seyalok na povyshennyh skorostyah: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk: 05.20.01 / Ukrain-skaya sel'skohozyajstvennaya akademiya. Kiev, 19б3. 20 s.

4. Analiz mashin dlya poseva propashnyh kul'tur pod mul'chiruyushchuyu plenku / V.I. Kocuba, K.L. Puzevich, V.V. Puzevich, V.M. Kuzyur // Konstruirovanie, ispol'zovanie i nadezhnost' mashin sel'skohozyajstvennogo naznacheniya: sb. nauch. rabot. Bryansk: Izd-vo Bryanskij GAU, 2020. № 1(19). S. 107-11S.

5. Obzor i sravnitel'naya ocenka konstrukcij pochvoobrabatyvayushchih agregatov / S.I. Budko, V.M. Kuzyur, L.S. Kiseleva, V.G. Kovalev, S.I. Kozlov//Innovacii i tekhnologicheskijproryv v APK: sb. nauch. tr. mezhdunar. nauch. -prakt. konf. 2020. S. 22S-229.

6. Analiz sposobov osnovnoj obrabotki pochvy s modernizaciej rabochih organov pluga / S.I. Budko, V.M. Kuzyur, I. V. Kuz'menko, A.N. Chajchic // VestnikBryanskoj GSKHA. 2020. № 2 (78). S. 32-3б.

?. Rabochij organ pochvoobrabatyvayushchej frezy s vertikal'noj os'yu vrashcheniya: pat. 1бб354 Ros. Federaciya / Blohin V.N., Belous N.M., Nikitin V.V., Sazonov F.F.; patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Bryanskij gosudar-stvennyj agrarnyj universitet». № 2016113439; zayavl. 07.04.2016; opubl. 20.11.2016, Byul. № 32.

УДК 631.563.2 DOI: 10.52691/2500-2651-2021-87-5-59-63

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ СУШКИ ПРОДУКЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Research of Electrical Technological Methods of Drying Agricultural Products

Кирдищев Д.В., преподаватель, Кирдищева Д.Н., канд. экон. наук, старший преподаватель

Kirdishchev D.V., Kirdishcheva D.N.

ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет», Bryansk State Agrarian University

Аннотация. В статье рассматриваются методы и способы сушки семян люпина и корнеплодов свеклы. Наиболее распространенным способом сушки семян люпина является активное вентилирование в насыпи и в цилиндрических бункерах, нагретым воздухом. Основной недостаток способа - большая продолжительность процесса. Представлены экспериментальные результаты сушки семян люпина конвективным и конвективно-кондуктивным методом и корнеплодов свеклы с использованием электроплазмолиза. Для сушки семян люпина при конвективно-кондуктивном