CC BY
27
УДК 631.316.022:631.431
Ю.А. Савельев, канд. техн. наук, доцент
М.Р. Фатхутдинов, канд. техн. наук, ассистент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», г. Кинель
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА СЛЕДОРАЗРЫХЛИТЕЛЯ ТРАКТОРА КЛАССА 1,4...3
Для разуплотнения и выравнивания почвы в следах трактора при выполнении технологических операций подготовки почвы к посеву и при посеве разработан следоразрыхлитель с комбинированными рабочими органами [1]. Комбинированный рабочий орган, представленный на рис. 1, состоит из: ножей-щелерезов 1, разрезающих уплотненную почву по следам ходовых систем, на независимые друг от друга ленты: ножей-рыхлителей 2, подрезающих и рыхлящих эти ленты на заданной глубине; батареи реактивных зубовых дисков 3, дополнительно рыхлящих почвенные ленты, батареи активных зубовых дисков 4, которые расположены позади реактивных таким образом, что их зубья находятся в междис-ковом пространстве реактивной батареи и за счет большей частоты вращения рыхлят до необходимого уровня и отводят почвенные комки, не давая им забивать батарею реактивных зубовых дисков.
Для качественного рыхления уплотненной почвы в следах трактора оптимизированы конструктивно-технологические параметры комбинированного рабочего органа следоразрыхлителя при реализации двух полных факторных экспериментов 23. Серии опытов реализовывались согласно симметричному некомпозиционному квази-О-оптимальному плану Песочинского [2]. За критерий оптимизации выбрано качество крошения почвы.
Для оптимизации конструктивно-технологических параметров ножей-рыхлителей и реактивной батареи зубовых дисков комбинированного рабочего органа следоразрыхлителя выполнен первый факторный эксперимент. Предварительными исследованиями установлено, что наиболь-
шее влияние на качество крошения уплотненной почвы оказывают следующие конструктивно-технологические параметры: расстояние от центра вращения реактивного диска до лапки ножа-рыхлителя по горизонтали В и расстояние до основания ножа-рыхлителя по вертикали Н, расстояние от ножа-щелереза до лапки L (рис. 1). Уровни и интервалы варьирования факторов представлены в табл. 1.
После математической обработки данных лабораторно-полевых исследований на ПЭВМ с использованием программ Excel и Mathcad получено уравнение регрессии, адекватно описывающее изучаемый технологический процесс.
В
Рис. 1. Комбинированный рабочий орган следоразрыхлителя:
1 — нож-щелерез; 2 — нож-рыхлитель; 3 — батарея реактивных зубовых дисков; 4 — батарея активных зубовых дисков
Таблица 1
Уровни и интервалы варьирования основных факторов первого факторного эксперимента
Уровни варьирования факторов Факторы Факторы в кодированном виде
B, мм Н, мм L, мм х1 Х2 Х3
Верхний 310 210 100 +1 + 1 +1
Нижний 250 170 20 -1 -1 -1
Основной 280 190 60 0 0 0
Интервал варьирования 30 20 40 1 1 1
К = -708,82 + 3,3048В + 2,897Н + 0,236L +
+ 4,22 ■ 10-3HB - 6,947 ■ 10-3B2 -- 1,049 ■ 10-3H2 - 1,965 ■ 10-3L2.
При длине поводка L = 60 мм уравнение примет вид
К = -701,75 + 3,305В + 2,897Н +
+ 4,22 ■ 10-3HB - 6,947 ■ 10-3B2 - 1,049 ■ 10-3H2.
После подстановки соответствующих значений основных факторов получена графическая зависимость изменения качества крошения почвы от расстояния от центра вращения реактивного барабана до носка рыхлителя по горизонтали B и расстояния до основания ножа-рыхлителя по вертикали H, представленная на рис. 2.
В результате максимальное качество крошения получено при расстоянии от ножа-щелереза до лапки L = 60 мм, расстоянии от центра вращения реактивного диска до лапки ножа-рыхлителя по горизонтали B = 300 мм и до основания ножа-рыхлителя по вертикали H = 198 мм.
В процессе рыхления уплотненной почвы комбинированным рабочим органом работоспособность и качество крошения во многом будут определяться оптимальными конструктивно-технологическими параметрами работы активной батареи зубовых дисков.
На основании результатов предварительных исследований для реализации второго факторного эксперимента были установлены основные факторы, влияющие на качество крошения почвы комбинированным рабочим органом экспериментального следо-разрыхлителя: расстоянии между центрами вращения реактивной и активной батареи зубовых дисков La по горизонтали, расстояние от центра вращения батареи до основания ножа-рыхлителя по вертикали НА и количество зубьев на диске Za (см. рис. 1).
Обоснованные уровни варьирования факторов и их интервалы в предварительных лабораторно-полевых исследованиях даны в табл. 2.
После математической обработки данных лабораторно-полевых исследований получено урав-
нение регрессии, адекватно описывающее изучаемый технологический процесс:
K = -309,48 + 2,096LA + 8,032ZA --1,167 • 10_3 LaHa + 1,169HA - 3,953 10“3 L2A --2,23 • 10“3HA - 0,502 • 10“3Z\.
При высоте центра вращения активной батареи зубовых дисков относительно основания ножа-рыхлителя по вертикали HA = 198 мм уравнение примет вид
K = -165,46 + 1,865La + 8,032Za --3,953 • 10“3 L2a - 0,502ZA.
После подстановки соответствующих значений основных факторов получена графическая зависимость качества крошения почвы комбинированным рабочим органом следоразрыхлителя (рис. 3).
Выводы
Оптимальными значениями исследуемых факторов являются: расстояние между центрами вра-
Рис. 2. Зависимость изменения качества крошения почвы от расстояния от центра вращения реактивного барабана до носка рыхлителя по горизонтали В и расстояния до основания ножа-рыхлителя по вертикали Н
Таблица 2
Уровни и интервалы варьирования основных факторов второго факторного эксперимента
Уровни варьирования факторов Факторы Факторы в кодированном виде
La, мм НА, мм Za, шт. х1 Х2 хз
Верхний 275 218 9 +1 + 1 +1
Нижний 215 178 5 -1 -1 -1
Основной 245 198 7 0 0 0
Интервал варьирования 30 20 2 1 1 1
Рис. 3. Факторная зависимость изменения качества крошения почвы от расстояния между центрами вращения реактивной и активной батареи зубовых дисков ЬА по горизонтали и количества зубьев
щения реактивной и активной батареи зубовых дисков по горизонтали LA = 235,8 мм, количество зубьев на диске активной батареи зубовых дисков ZA = 8 шт, высота расположения центра вращения активной батареи зубовых дисков до основания ножа-рыхлителя HA = 198 мм.
В результате применения сле-доразрыхлителя с комбинированными рабочими органами, с обоснованными оптимальными конструктивно-технологическими параметрами, достигается качественное рыхление и выравнивание поверхностного слоя в следах трактора MT3-80. Глубина обработанного следа по поверхности не превышает 20 мм, а качество крошения соответствует агротехническим требованиям [3, 4].
Глубина заделки семян по обработанным следам трактора следоразрыхлителем с комбинированными рабочими органами соответствует агротехническим требованиям. Наблюдение за всходами зерновых культур по следам трактора, обработанных комбинированным рабочим органом следоразрых-лителя, показали, что динамика их развития соответствует динамике всходов на контроле — неуплотнённых участках [3].
Список литературы
1. Пат. 2282958 Российская Федерация, MПК A 01 В 37/00. Следоразрыхлитель трактора / ЮА. Савельев ,
С.Н. Mокрицкий , M.P. Фатхутдинов; заявитель и патентообладатель Самарская гос. с.-х. академия. — № 2004131601/12; заяв. 29.10.04; опубл. 10.09.06. Бюл. № 25. — 5 с.
2. Новик, Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов / Ф.С. Новик, Я.Б. Aрсов. — M.: Mашиностроение; София: Техника, 1980. — 304 с.
3. Савельев, Ю.А. Результаты экспериментальных исследований работы комбинированного рабочего органа сле-доразрыхлителя / ЮА. Савельев, M.R Фатхутдинов // Известия Самарской rcXA. — Самара, 2006. — № 3. — С. 152.
4. Савельев, Ю.А. Оптимизация конструктивно-технологических параметров активной батареи зубовых дисков комбинированного рабочего органа следоразрыхлите-ля / ЮА. Савельев, M.R Фатхутдинов // Известия Самарской rcXA. — Самара, 2008. — № 3. — С. 15-17.
УДК 631.363
С.А. Букрин
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет»
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОБОСНОВАНИЮ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННОГО СМЕСИТЕЛЯ СЫПУЧИХ КОРМОВ С АКТИВНЫМ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
Производство комбикормов и кормовых сухих смесей — сложный многофакторный процесс, в котором важной операцией является смешивание. Однако существующие для этого технические средства не обеспечивают качественного однородного смешивания на уровне микрообъемов. Считается, что для производства комбикормов и кормовых сухих смесей непосредственно в хозяй-
ствах достаточно обеспечить однородность смеси на 90...95 % [1].
В конструкции современных смесителей используют самый прогрессивный и эффективный метод смешивания — «псевдоожиженный» или «ква-зиневесомый». За короткий промежуток времени этот метод позволяет получать однородную смесь компонентов с разной объемной массой и различны-
71
