CC BY
25
В процессе исследований производился полнофакторный эксперимент по плану 23 [2] (см. табл.). Переменные факторы: х, — частота вращения отбойного валика, об/мин; х2 - подача вороха, кг/с; х — количество ботвы на столонах, %.
Результаты исследований обработаны с использованием методов математической статистики [2,3]. Получены следующие зависимости.
Пшюта старащш почвенных и растительных примесей: при влажности 16... 18 %
уса = 83,53+ 2,88х, - 2,50 х2 - 1,52 х} + 0,30х,х2 — -0,44х1х3 ;
при влажности 22...24 %
усС2 = 87,63+ 1,71 х, - 2,57х2 - 1,75 х3 - 0,46Х1ХГ Повреждения клубней: при влажности 16...18 %
у„С1 = 1,73+ 0,85х] +0,37х2 + 0,26 х} + 0,04 х) х2+ +0,07х1х3 — 0,05х2х3+ 0,05х1х2х3; при влажности 22...24 %
уПС2 = 1,64+ 0,80 х,+ 0,36 х2+ 0,32 х}+ 0,03 х! х3 + +0,05х1х2х}.
Потери клубней: при влажности 16...18 %
ука = 1,47— 0,91 х1 + 0,50х2 + 0,29х - 0,12х1х2— —0,11х1х3+ 0,05х2х3— 0,03х]х2х3; при влажности 22...24 %
укС2 = 2,44— 1,25 х;+ 0,59 х2+ 0,86 х — 0,09 х1х2 — —0,17х1 х3+ 0,20хрс2к3.
По результатам исследований определена оптимальная величина частоты вращения отбойного валика с колеблющимися наклонными дисками пв
(рис. 1) и на основании полученных уравнений регрессии сделаны следующие выводы.
леблющимися наклонными дисками горки: а) при влажности почвы 16...18 %; б) при влажности почвы 22...24 %, 1 — повреждения клубней 3 % и менее; 2 — потери клубней 5 % и менее; 3 — полнота сепарации почвенных и растительных остатков 80 % и более.
При включенном механизме привода колебаний наклонных дисков и влажности почвы 16... 18 % (22...24 %) полнота удаления растительных и почвенных примесей составляет 77....90 % (82...93 %), повреждение клубней 0,27... 3,33 % (0,17...3,23 %), потери клубней 0,07... 3,43 % (0,22...5,20 %).
Оптимальная частота вращения отбойного валика с наклонными дисками равна 168... 172 об/мин.
Литература
1. Патент РФ № 2245011 С1 кл.А 01 й 33/08. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей / Борычев С. И., Рембалович Г.К., Успенский И.А. (РФ), Опубл. 2005.
2. РТМ-23236-72.0сновы планирования экспериментов в с/х машинах. -М., 1974.-116с.
3. Адлер Ю.П., Макарова Е.Б., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 279 с.
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СЕМЯПРОВОДОВ ВЫСЕВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ СЕЯЛКИ
С.И. КАМБУЛОВ, кандидат технических наук ВНИПТИМЭСХ
Семяпроводы зерновой сеялки выполняют функцию транспортирования семян от высевающих аппаратов к сошникам. При этом они преобразуют поток семян и тем самым изменяют его характеристики. Следовательно, семяпроводы влияют на равномерность высева.
Из-за сложности и неразрывности технологического процесса высева семян, статистика внутренних процессов работы отдельных элементов технологии очень неполная. Чаще всего исследователи обращают внимание на выходные показатели работы сеялок — равномерность глубины заделки семян, неравномерность высева между высевающими аппаратами, общая нерав-
номерность высева, распределение семян по площади питания и др. Особенно мало сведений о работе семяпроводов. В то же время этот элемент работает в наиболее сложных условиях, так как угол наклона его к горизонту и длина постоянно изменяются, что, несомненно, оказывает влияние на формирование потока семян, подводимого к сошниковой группе.
При изучении зависимости равномерности высева квадратно-гнездовой сеялки [1,2] было установлено, что одна из основных причин снижения величины этого показателя — увеличение времени движения семян по семяпроводу. Оно зависит в основном от числа ударов семян о стенки семяпровода и его высоты.
Следовательно, необходимо отыскать такую траекторию движения семян, которая обеспечивала бы наименьшее время, затрачиваемое на преодоление рассто-
яния между высевающим аппаратом и сошником. При этом координаты начальной А(х1,у1) и конечной В(х2,у^ точек известны из конструкции сеялки. Для математической формулировки задачи можно обозначить неизвестное уравнение разыскиваемой траектории через у = у(х), тогда оно должно прежде всего отвечать условиям:
у (а) =уа, иу(Ь) = уь>
где уа, уь — ординаты заданных точек А и В.
Понятно, что через две точки можно провести множество кривых, но для рассматриваемого случая важно выбрать такую из них, которая обеспечивала бы минимальные затраты времени на прохождение пути между точками А и В.
Такая постановка задачи позволяет считать её типичной задачей вариационного исчисления [3], которые формулируются следующим образом:
у = у(х) 6 с2;
-«2
^(х,у(х), у'(х))с!х —»тт;
*1
у(х,) = у„ у(х2) = у2.
То есть из множества всех кривых, принадлежащих классу с2 и проходящих через точки А(хр у) и В(х2, у), нужно найти такую, для которой значение функционала составляет гшп.
Для этого необходимо проинтегрировать уравнение Эйлера и по граничным условиям определить произвольные постоянные. Следовательно, нужно найти дифференциальное уравнение движения точки по искомой траектории.
Пусть материальная точка М( в рассматриваемом случае это семя высеваемой культуры) движется по траектории АВ (рис. 1), уравнение которой у = у(х) необходимо установить.
Точка М движется под действием силы тяжести без трения. Как уже отмечалось, искомая функция у = у(х) должна удовлетворять условиям у (а) = уа, у(Ъ) =уь, где уа и уь — ординаты точек А и В. Скорость движения точки можно определить с учётом закона сохранения энергии mV2/2=mg(yll-y) откуда после некоторых преобразований можно получить уравнение скорости движения ТОЧКИ К = д/2Ё(у^у) .
Но скорость движения это первая производная пути по времени, то есть У= с15/Ш, в свою очередь из прямоугольного треугольника (см. рис. 1), находим
<18 = т]с1х2 +с1у2 = ^(1х2(1 + ^-) = (1x^1 +(у')2.
С учётом этих преобразований можно записать
V=428(у«~у); ^=^2я(у„-у);
Следовательно, дифференциальное уравнение движения точки М по траектории, уравнение которой необходимо определить, представляется выражением:
(1х = №(уа- у)
Л VI+(У')2 '
Чтобы получить из этого уравнения время, за которое материальная точка пройдёт путь между А и В, необходимо решить его относительно Л и проинтегрировать:
арЕ(Уа-У) -ЩаЛ1Уа-У
После чего и с учётом постоянных интегрирования получим уравнения: х = ф-8Ш ) у = г(\-Со$0
которые представляют собой параметрические уравнения циклоиды — линии, которую описывает точка окружности радиуса г, перекатывающейся по горизонтальной прямой без скольжения (рис.2).
щей окружности.
На рис. 2 показаны дуги циклоид и образующие их окружности с условными радиусами равными 1, 2, 3. При этом каждая образующая окружность перекатывается по оси х снизу.
Таким образом, линией наибыстрейшего спуска потока семян из высевающего аппарата до сошника будет дуга циклоиды. Следовательно, семяпровод сеялки должен иметь форму циклоиды, но радиус, образующей окружности должен быть выбран так чтобы арка циклоиды прошла через заданные точки.
В связи с тем, что семяпроводы любой сеялки размещаются в ограниченном пространстве (между высевающим аппаратом и сошником), вариационная задача решается в условиях ограничений. Зона ограничений на рисунке выделена. Понятно, что если координаты нижней точки семяпровода не выходят за пределы зоны ограничений (циклоиды с радиусом образующей окружности г = 1 и г = 2), то искомой линией служит дуга циклоиды. Если же эти координаты выходят за пределы зоны ограничений, то решение вариационной задачи лишь частично отвечает требованиям линии наибыстрейшего спуска (циклоида с радиусом образующей окружности г = 3).
При этом координаты каждого ручья семяпровода известны, так как известны ширина междурядий, положение каждого сошника, расположение высевающих аппаратов и бункера для семян.
Таким образом, каждая дуга циклоиды должна расположиться в пространстве, чтобы обязательно пройти через точки с заданными координатами, то есть необходимо знать радиус образующей окружности, который обеспечивал бы указанные требования.
Для этого нужно исключить из параметрических уравнений радиус, тогда после некоторых преобразований получим выражение: у _ (1 - Со^ х ^-8Ш)
Левая часть этого уравнения известна, так как есть координаты точки, через которую должна пройти дуга циклоиды. Аргумент Г правой части этого уравнения изменяется в диапазоне 0<1<2л. Следователь-
но, придавая ему различные значения из указанного диапазона, необходимо найти такое, которое удовлетворяет этому уравнению. Потоим можно определить радиус образующей окружности по любому из параметрических уравнений циклоиды, который для широко распространённых зерновых сеялок типа СЗП-3,6 и С3-3,6 изменяется в диапазоне 1,1. ..1,15 м.
При известном радиусе образующей окружности устанавливается дуга циклоиды, которая представляет собой траекторию движения потока семян с наименьшим временем спуска от высевающего аппарата до сошника.
При этом линией наибыстрейшего спуска потока семян из высевающего аппарата до сошника будет дуга циклоиды, следовательно, семяпровод сеялки должен иметь аналогичную форму. Разработанная методика позволяет определить параметры семяпроводов, отвечающие указанным требованиям для любого типа сеялок.
Литература
1. Комаристов В. Е., Косинов М.М., Маломуж Г. И. Опричинах неравномерного распределения семян в рядках зерновой сеялки. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. №6, 1972, с. 20-21.
2. Комаристов В. Е. О влиянии семяпровода квадратно-гнездовой сеялки на равномерность высева. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. №4, 1960, с. 26-29.
3. Гельфанд И. М., Фомин С. В. Вариационное исчисление. — М.: Издательство физико-математической литературы, 1961, 228 с.
ОБЪЕМНЫЕ И ЦЕНОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ НА РЫНКЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
Ю.Д. БАХТЕЕВ, докторант ВНИЭТУСХ
До середины 80-х гг. производство сельскохозяйственной техники и ее поставки из года год увеличивались, но темпы прироста в связи с ухудшением экономической ситуации в стране и нарастающим дефицитом финансовых ресурсов постепенно сокращались.
Кроме того, типаж и объемы производства различных видов машин и оборудования не соответствовали потребностям отрасли. В результате создавался избыток одних машин при недостатке других. Положение стало еще хуже после повышения хозяйственной самостоятельности предприятий Госкомсельхозтехники и Агроснаба. В особом дефиците оказались запасные части, простейшие машины и орудия. Снабженческие предприятия, чтобы обеспечить рост товарооборота и высокие доходы, закупали у производителей для последующей реализации преимущественно дорогостоящую технику — комбайны, тракторы, автомобили, сложные машины. Доля же запасных частей не превышала в товарообороте 15.. .20%. Уже в 70-80 гг. шел процесс, который был определен, как «вымывание дешевых товаров и услуг из ассортимента».
Поскольку снабженческие и ремонтно-технические предприятия были монополистами, они навязывали хозяйствам в дополнение к дефицитным деталям неходовые^ также не пользующиеся спросом услуги
(принудительный ассортимент), требовали оплаты ремонта, установки и наладки оборудования, тогда как на самом деле лишь продавали запчасти. Приписки приобрели повсеместный и массовый характер. Они порой достигали 50 % и более от реально выполненного объема работ. Таким образом, уже в условиях планово-распределительной экономики плата по государственной цене или тарифу в сочетании с припиской представляла не что иное, как стоимость товара (услуги) на монопольном рынке. Из-за этого, а также в связи с ростом цен на технику и ГСМ, тарифов на ремонтно-технические услуги повышалась себестоимость механизированных работ и сельхозпродукции. Цены же на нее сдерживались государством. Результат такого нарушения объективно необходимых ценовых пропорций — малая рентабельность или убыточность сельскохозяйственных предприятий, вынужденное их дотирование из государственного бюджета.
Таким образом, директивное управление сферами производства, поставки и обслуживания сельскохозяйственной техники в советское время не привело к их пропорциональному развитию. Наоборот, последствия оказались негативными (структурная и функциональная разбалансированность, затратный характер и низкая эффективность производства, безынициативность и незаинтересованность отдельных работников и трудовых коллективов в улучшении хозяйственной деятельности предприятия). Главная же причина высокой стоимости и низкого качества техники и сервиса, се-
