CC BY
50
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
3. Новохатский, В.М Плуг - удобритель [Текст] / В.М. Новохатский, М.Н. Шапров // Сельский механизатор. - 2008.- № 7. - С. 16.
4. Шапров, М.Н. Совершенствование технологии внутрипочвенного внесения основной дозы твердых минеральных удобрений при основной обработке почвы [Текст] / М.Н. Шапров, В.М. Новохатский // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2008. - №1 (9). - С. 16-22.
E-mail: m.shaprov@yandex.ru
УДК 631.331:635.61
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫДЕЛИТЕЛЯ СЕМЯН ИЗ ПЛОДОВ БАХЧЕВЫХ
А.Ю. Китов, кандидат технических наук, доцент Н.И. Кульченко, кандидат технических наук, доцент
Волгоградский государственный аграрный университет
Разработан выделитель семян из плодов бахчевых культур истирающего типа, который позволяет выделять семена без ударных воздействий и повреждений. В результате экспериментальных исследований оптимизированы конструктивные и кинематические параметры с учётом полноты выделения семян.
Ключевые слова: выделитель семян, повреждение семян, семена бахчевых культур, выделитель истирающего типа, бахчевые культуры, ножевой барабан, транспортёр, ячейка, регулируемое решето.
В процессе получения семян бахчевых культур наиболее сложной и энергоемкой операцией является их выделение из плодов. Существующие конструктивнотехнологические решения выделителей семян не обеспечивают эффективной и качественной работы, что приводит к снижению производства бахчевых культур [3].
В лаборатории «Механизация бахчеводства» Волгоградского ГАУ разработан и испытан выделитель семян из плодов бахчевых культур истирающего типа, принцип действия которого заключается в вытирании семян из плодов бахчевых культур, предварительно разрезанных на куски (патент РФ № 2055494).
Данный принцип действия позволяет выделять семена без ударных воздействий и повреждений.
Выделитель, схема которого представлена на рисунке 1, работает следующим образом.
Плоды подаются из ёмкости с водой 1 к захватам питающего наклонного транспортёра комбайна 2, натяжение которого регулируется винтом успокоителя 3. Далее они направляются на измельчение ножевым барабаном 4. Возникающие завихрения воздуха гасятся отсекателем воздушного потока 5. Затем куски плодов по деке 6 поступают на выделитель транспортёрного типа, состоящий из верхнего транспортёра с упругими планками 7 и нижнего сетчатого транспортёра 8. Планки верхнего транспортёра 7 захватывают куски и, прижимая их к нижнему сетчатому транспортёру 8, протягивают их по его поверхности. В результате этого семена проходят сквозь ячейки нижнего сетчатого транспортёра 8, а корка сбрасывается на отводной транспортёр 10. Вместе с семенами сквозь ячейки сетчатого транспортёра проходят мезга и мелкая корка. Её отделение от семян осуществляется на дополнительном устройстве, смонтированном под сетчатым транспортёром в виде регулируемых решёт 9. Выделенные семена шнеком с эластичным ободом 11 подаются в бункер-накопитель семян комбайна. Из него они выгрузным шнеком направляются в машину для отмывки семян, из которой после сушки затариваются в мешки и увозятся в семяхранилище хозяйства. Сок и мезга, пройдя через решёта шнеком 11, через специальный выход 12 выводятся из машины
225
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
для их дальнейшей утилизации. Корка, оставшаяся на нижнем сетчатом транспортёре после отделения семян, поступает на отводной цепочно-планчатый транспортёр 10 и выводится из комбайна [1].
Рисунок 1- Схема выделителя семян из плодов бахчевых культур на базе переоборудованного комбайна СК-5 «Нива»: 1 - ёмкость с водой для загрузки плодов; 2 - наклонный цепочно-планчатый транспортер; 3 - успокоитель; 4 - ножевой барабан; 5 - отсекатель воздушного потока; 6 - подбарабанье; 7 - верхний транспортер с упругими скребками; 8 - нижний сетчатый транспортер; 9 - регулируемое решето;
10 - отводной транспортер выхода «корка»; 11 - шнек для семян с эластичным ободком; 12 - выход для отвода сока и мезги
С целью оптимизации конструктивных и кинематических параметров выделителя, влияющих на качественные показатели его работы были проведены экспериментальные исследования. За параметр оптимизации принята полнота выделения семян [5].
В результате отсеивающего эксперимента было установлено, что на процесс выделения семян в наибольшей мере оказывают влияние следующие параметры: скорость истирающего транспортера (фактор х1), размер кусков (фактор х2), длина деки (фактор х3), уровни варьирования которых представлены в таблице 1.
Для получения математической модели процесса выделения семян был реализован план Рехтшафнера для 3-х факторного эксперимента [2].
Таблица 1 - Реализованная матрица плана Рехтшафнера второго порядка (к=3)
для плодов тыквы
№ Факторы Значения критерия оптимизации
Xj, м/с скорость транспортёра x2, см длина деки х3, см размер куска У1 У2 Уз У %
1 -1 -1 -1 70 73 73 72
2 -1 +1 +1 89 92 89 90
3 +1 -1 +1 86 87 94 89
4 +1 +1 -1 94 92 92 93
5 +1 -1 -1 80 75 76 77
6 -1 +1 -1 95 92 95 94
7 -1 -1 +1 76 77 75 76
8 +1 0 0 94 94 97 95
9 0 +1 0 102 97 98 99
10 0 0 +1 100 95 96 97
226
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таблица 2 - Реализованная матрица плана Рехтшафнера второго порядка (к=3)
для плодов арбуза
№ Факторы Значения критерия оптимизации
Xj, м/с скорость транспортёра х2,см длина деки х3, см размер куска У1 У 2 У3 У,%
1 -1 -1 +1 70 73 73 72
2 -1 +1 +1 93 94 92 93
3 +1 -1 +1 86 89 86 87
4 +1 +1 -1 97 94 94 95
5 +1 -1 -1 76 75 80 77
6 -1 +1 -1 92 95 95 94
7 -1 -1 +1 77 75 76 76
8 +1 0 0 96 99 96 97
9 0 0 0 103 98 99 100
10 0 +1 +1 99 96 96 97
В результате обработки получены следующие адекватные математические модели для плодов тыквы и арбузов:
а) для плодов тыквы:
Y=96,12+3,01x1 +6,75х2+2,76хз -1,49хlX2+2хlXз-1,25х2Xз-4,12хl2-4,87x22-1,87хз2 (1)
б) для плодов арбузов:
У=96,25+2,50х1+7,0х2+2,00хз-1,50х1х2+1,51х1хз-1,49х2хз-2,75х12-6,24х22-2,25хз2 (2)
Для исследования этих моделей было проведено каноническое преобразование уравнений 1, 2 и построены двумерные сечения поверхностей отклика (рис. 2, рис. 3).
Рисунок 2 - Двумерное сечение поверхности, отклика, характеризующее показатель выделение семян для плодов тыквы при x3=0
Рисунок 3 - Двумерное сечение поверхности отклика, характеризующее показатель выделение семян для плодов арбуза при х3=0
Анализируя полученные двумерные сечения поверхности отклика для плодов тыквы и учитывая, что по существующим агротехническим требованиям допустимый процент выделения семян должен быть не менее 95 %, можно сделать следующие выводы:
227
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
- Оптимальный размер отверстий решета для плодов тыквы колеблется в пределах от 16 до 24 мм [2]. Скорость истирающего транспортёра может изменяться в пределах 0,15-0,17 м/с, при этом измельчённый кусок может достигать размера 10 х 10 см.; а длина деки может изменяться в пределах от 2,1 до 2,4 м.
- Для плодов арбуза могут быть рекомендованы следующие оптимальные пределы значений факторов: скорость транспортёра 0,15-0,16 м/с, размер куска 13 х 13 см, длина деки 1,85 м.
В ходе испытаний было переработано 200 тонн тыквы, в том числе сорта «Волжская - серая» - 140 т; сорта «Крупноплодная» - 60 т, а также 265 тонн арбузов, в том числе сорта «Астраханский» - 165 т; сорта «Быковский - 22» - 100 т. Производительность такого агрегата достигает 23 т/ч на тыкве и 25,5 т/ч - на арбузах.
Библиографический список
1. Китов, А.Ю. Выделители семян из плодов бахчевых культур истирающего типа [Текст]/ А.Ю. Китов, М.Н. Шапров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2007. - №8. - С. 14-16.
2. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях с.-х. процессов [Текст]/ С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - Л.: Колос, 1990. - 93 с.
3. Рекомендации по выращиванию бахчевых культур в Волгоградской области [Текст]/ Ю.А. Быковский, К.П. Синча, О.П. Варивода и др. - Волгоград, 2002. - 51 с.
4. Шапров, М.Н. Оптимальные параметры высевающего аппарата сеялки для разноглубинного посева [Текст]/ М.Н. Шапров, И.С. Мартынов // Тракторы и сельхозмашины. - 2009. -№ 1. - С. 31-32.
5. Юдин, М.И. Планирование эксперимента и обработка его результатов [Текст] : монография. - Краснодар: КГАУ, 2004. - 124 с.
E-mail: pedagogika25@mail.ru
УДК 631.316.022:333.5
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТУКОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
М.Н. Шапров, доктор технических наук, профессор В.М. Новохатский, кандидат технических наук
Волгоградский государственный аграрный университет
Равномерность распределения гранулированных минеральных удобрений при их внутрипочвенном внесении плугом с рабочими органами в виде стоек СибИМЭ, оборудованных тукораспределительным устройством, зависит от его основных параметров. В результате экспериментальных исследований, проведенных методом многофакторного планирования, были определены интервалы варьирования этих параметров, обеспечивающих необходимую по агротребованиям неравномерность внесения удобрений.
Ключевые слова: основная безотвальная обработка почвы, удобрения, плуг, стойка СибИМЭ, тукораспределяющее устройство, равномерность распределения.
Изучение влияния параметров тукораспределительного устройства стойки СибИМЭ на равномерность распределения удобрений проводилось в лабораторных условиях в почвенном канале, при помощи специальной установки (рис. 1). Она состоит из тележки 4, на которой закреплены туковысевающий аппарат АТД-2 и вентилятор 9 с электроприводом 8. Стойка 6 установлена на балке 7 и крепится хомутами к тележке.
Привод туковысевающего аппарата 10 осуществляется через цепную передачу от опорного колеса 5, установленного параллельно направлению движения рабочего органа.
228
