CC BY
36
УДК 631.331.85
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АППАРАТОВ ТОЧНОГО ВЫСЕВА МЕЛКОСЕМЕННЫХ КУЛЬТУР
ШВАРЦ А. А.,
доктор сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, г. Курск e-mail: aashwarz@mail.ru, тел. 8-919-178-66-69.
ШВАРЦ С. А.,
кандидат технических наук, заместитель директора ООО «Импэкстрейд-Агро», г. Курск e-mail: sshwarz@inbox.ru, тел. 8-910-313-11-10.
Реферат. Целью исследований является экспериментальная проверка соответствия теоретических предпосылок по обоснованию конструктивно -режимных параметров вертикально-дисковых механических аппаратов точного высева семян размерной группы рапса в виде модульного посевного блока к серийной зерновой сеялке. Разнообразие возделываемых сельскохозяйственных культур, в том числе мелкосеменных, приводит к увеличению разномарочности посевных машин. Современные сеялки используют различные по конструкции аппараты точного высева, обеспечивающие равномерное распределение семян в рядке. Потенциал конструктивно простых механических аппаратов точного высева, в направлении повышения равномерности высева, не реализован полностью. Теоретическими исследованиями обоснованы диаметр, относительная скорость высевающего диска, диаметр и глубина ячейки. Решение дифференциального уравнения движения семени, на основе принципа относительности движения, позволило получить универсальное уравнение для определения длины ячейки в зависимости от угловой скорости, радиуса и материала диска с учетом физико-механических свойств семян. Экспериментальными исследованиями и производственной проверкой доказана целесообразность использования аппарата с однорядным диском диаметром 80 мм и 60 ячейками при окружной скорости до 0,16 м/с. Дробление семян рапса достигало 0,3 %. Повреждаемость семян можно уменьшить выполнив на кольцевой канавке для пластинчатого выталкивателя семян фаску длиной 1.2 мм. Это позволит увеличить окружную скорость диска до 0,22 м/с.
Ключевые слова: сеялка, мелкосеменные культуры, посевной блок, механический вертикально-дисковый аппарат точного высева, диаметр высевающего диска, диаметр и глубина ячейки, поверхность отклика, эллипсоид, заполняе-мость ячеек, окружная скорость, дробление семян, фаска ячейки, равномерность распределения семян в рядке, средне-квадратическое отклонение, коэффициент вариации, норма высева, урожайность.
THE IMPROVING OF THE EFFICIENCY THE PRECISION SEED DEVICES OF SMALL-SEEDED CROPS
SCHWARTZ A.,
Doctor of Agricultural Sciences, Kursk State Agricultural Academy, Kursk е-mail: aashwarz@mail.ru, тел. 8-919-178-66-69.
SCHWARTZ S.,
Candidate of Technical Sciences, Deputy Director of «Impaxtrade-Agro» Kursk е-mail: sshwarz@inbox.ru, тел. 8-910-313-11-10.
Essay. The purpose of the research is experimental verification of compliance with theoretical assumptions on the justification is constructive-regime pas parameters of vertical disk mechanical aids accurate seeding dimensional group of rape seed in the form of a modular unit to the series-term grain drills. A variety of cultivated crops, including small-seeded leads to an increase of different machines. Modern drills use a variety of construction machines precision seed to ensure uniform distribution of seeds-division in a row. Potential structurally simple mechanical-up preparations precision seed in the direction of increasing the uniformity of seeding are not fully implemented. Theoretical studies justified diameter, the relative speed of the seed disc diameter and depthof the cell. The solution of the differential equations of motion of the seed, the principle of relativity of motion, allowed us to obtain a universal equation for determining the length of the cell, depending on the corner, radius and disc material, taking into account the physical and mechanical properties of the seed. Experimental research and production test proved the feasibility of using the device with single-row disk diameter of 80 mm and 60 cells in the peripheral speed of up to 0.16 m/s. Fragmentation of rapeseed reached 0.3 %. Defectiveness of seeds can be reduced by running in the annular groove for the pusher plate seeds chamfer length 1.2 mm. This will increase the circumferential speed of the disc to 0.22 m / s.
Key words: Seeder, small-seeded crops, seeding unit, mechanical vertical-but-disc machine precision seed, the diameter of the seed disc diameter and depth of the cell, response surface, ellipsoid, occupancy cells, the circumferential velocity, crushing the seeds, chamfer cells uniformly distributed fission seeds row, standard deviation, coefficient of variation, seeding rate, productivity of land.
Введение. Анализ развития сельского хозяйства в последние годы показывает несоответствие капитальных вложений выходу продукции: энерговооруженность труда возросла в 2 раза, а объем продукции, например, животноводства, увеличился лишь на 25 %. Такое несоответствие частично объясняется тем, что
при разработке и стандартизации сельскохозяйственной техники мало внимания уделяется унификации конструкций сельскохозяйственных машин, их рабочих органов, узлов и деталей на базе совершенствования технологических приемов [1].
Перед сельским хозяйством поставлена задача значительно, увеличить производство растительного кормового белка за счет расширения посевов и повышения урожайности люцерны, клевера, гороха, подсолнечника, сои, рапса и других культур с высоким содержанием протеина.
Резервом пополнения белка в кормовом балансе является рапс, отличающийся высокой энергетической и протеиновой ценностью, По пищевым и кормовым достоинствам рапс значительно превосходит многие сельскохозяйственные культуры. В его семенах содержится 40-48 % масла и 21-23 % белка, Жиры и белки рапса имеют важное пищевое и кормовое значение. Рапсовое масло безэруковых сортов по качеству близко к высокоолеиновому подсолнечному. Широкое применение этот продукт находит в химической и многих других отраслях народного хозяйства [2,3].
Сев мелкосеменных культур, как наиболее требовательных к возделыванию производится специализированными сеялками. Однако качество посева, выполняемого этими сеялками, не удовлетворяет полностью показателям, предъявляемым агротребованиям. При этом, с уменьшением сезонной нагрузки на сеялку растут затраты на содержание техники. Поэтому конструкторские организации стали особое внимание уделять блочно-модульному проектированию [4,5,6].
Одним из наиболее сложных и важных вопросов в интенсивной технологии возделывания рапса, как на семена, так и на зеленый корм является получение заданного количества растений на гектаре при равномерном их размещении по длине рядка. Качественная работа высевающих аппаратов сеялки во многом определяет вариацию интервалов между растениями в рядке, а следовательно, величину будущего урожая. Для улучшения равномерности высева используют пневматические, гидравлические и др. относительно сложные высевающие аппараты [7,8,9,10]. В то же время, потенциал конструктивно простых механических аппаратов, в направлении повышения равномерности высева, не реализован полностью [11,12,13,14].
Качество распределения растений вдоль рядка определяется следующими основными факторами: поч-венно-климатическими условиями, конструкцией и работой высевающего аппарата, качеством посевного материала, технологией возделывания культуры.
В настоящее время, в основном, используется рядовой посев рапса катушечными высевающими аппаратами, который характеризуется большими нормами высева и неравномерностью распределения семян.
В последнее время для посева рапса начали применять пунктирный посев переоборудованными аппаратами точного высева, позволяющими снизить коэффициент вариации интервалов между семенами на 2030 % в сравнении с катушечными высевающими аппаратами.
Высевающий аппарат должен равномерно распределять семена вдоль рядка на заданной глубине. При этом, вариация интервалов между семенами должны быть минимальной, что является одним из необходимых условий нормальной вегетации рапса и получения высоких урожаев семян и зеленой массы.
Комплексная механизация сельскохозяйственного производства предусматривает следующие машины для посева трав мелкосеменных культур: СЗТ-3,6 с дополнительным приспособлением для высева люцерны, донника, клевера, рапса, СЛТ-3,6-зернотукотравяная, лугопастбищная; СЗЛ-3,6-сеялка зернольняная, СПР-6-сеялка для посева рапса, а также овощные сеялки СОН-2,8, СО-4,2, СО-5,4 [3,28,29,30]. Данные сеялки могут производить посев бобовых трав рядовым и широко-
рядным способами, Но при этом они не обеспечивают оптимальную норму высева, в результате чего получаются загущенные посевы, которые ведут к снижению урожайности зеленной массы и семян.
При широкорядном посеве зернотравяными сеялками часть высевающих аппаратов закрывают заслонками. Однако этот прием не устраняет указанный недостаток. Использование пневматической транспортировки семян на рапсовой сеялке приводит к увеличению разброса семян в борозде [15]. Более рационально при широкорядном посеве использовать овощные сеялки с полозовидными сошниками, которые лучше уплотняют дно бороздки [16].
Основным недостатком использования вышеперечисленных сеялок при посеве мелких сыпучих семян является сложность установки их на заданную норму высева и обеспечение требуемой равномерности. Поэтому при использовании зернотравяных и овощных сеялок, особенно при высеве малыми нормами, рекомендуется к семенам добавлять балласт в виде песка, гранулированных удобрений, невсхожих семян, что приводит к улучшению качества посева [17,18,19].
К общим недостаткам, присущим этим сеялкам, относятся повреждение семян при выходе высевающего диска из зоны заполнения, утечка семян из семенного бункера при нарушении герметизации и в момент транспортировки семян ячейками до зоны выброса. Таким образом, основной причиной указанных недостатков при посеве перечисленными сеялками является конструкция высевающего аппарата и режимы работы.
Развитие технологии посева сельскохозяйственных культур привело к преимущественному пунктирному способу. Совершенствование конструкций высевающих аппаратов сеялок точного высева направлено на дальнейшее повышение точности отбора семян, универсальности (возможности высева семян, различающихся физико- механическими свойствами) и снижение дробления посевного материала.
Для поштучного высева наибольшее распространение получили дисковые аппараты, включающие ячеистый диск, который может устанавливаться горизонтально, наклонно или вертикально. Наилучшую равномерность высева обеспечивают вертикально-дисковые высевающие аппараты. Вращение высевающего диска в сторону, противоположную движению сеялки, позволяет несколько снизить скорость семян относительно почвы и уменьшить их раскатывание по дну бороздки. У аппарата этого типа точка выброса семян максимально приближена к поверхности почвы и составляет 0,40,5 м.
Многие зарубежные исследователи вели и продолжают теоретические и экспериментальные исследования по обоснованию формы ячеек и режимов работы, расширения технологических возможностей вертикально-дисковых высевающих аппаратов.
Из-за простоты конструкции, компактности и качественного распределения семян аппараты с вертикальным диском нашли наиболее широкое распространение на высеве пропашных культур, в том числе и мелкосеменных.
В механических аппаратах наиболее распространенными отбирающими семенами элементами являются ячейки различной формы и размеров. Чем точнее соответствие между размерами семян и ячеек, тем выше качество одиночного заполнения последних и выше равномерность высева. Сложная форма мелких семян и вариация их размеров делают задачу создания аппаратов точного высева технически непростой.
Попытки повысить качество посева привели к появлению и развитию пневматических аппаратов, у ко-
торых поштучный отбор семян осуществляет вакуум, Качество единичного отбора семян аппаратами такого типа в меньшей степени, чем у механических, зависит от вариации размеров семян. Определяющим являются форма семян и шероховатость их поверхности.
К принципиальным недостаткам высевающих аппаратов пневматического действия относится большая стоимость и сложное конструктивное исполнение при их простом принципе работы. Использование таких типов высевающих аппаратов для высева мелкосеменных культур сдерживается тем, что чем меньше диаметр присасывающих отверстий, тем больше опасность забивания их пылью, мелкими обломками семян или другими примесями, что приводит к нарушению процесса высева.
Необходимо отметить, высевающие аппараты для мелкосеменных культур изучены недостаточно, а выпускаемые серийно отечественные посевные машины, не отвечают агротехническим требованиям.
Наиболее простые в конструктивном отношении и надежные в работе механические высевающие аппараты с вертикальными ячеистыми дисками имеют резерв повышения равномерности посева и увеличения производительности посевного агрегата.
Методология проведения работ. Размерная группа рапса имеет гладкие и шарообразные семена, которые менее требовательны к условиям заполнения ячеек высевающего диска аппарата и для них длина эго зоны может быть меньше на 10 %. Тогда диаметр диска определяется по длине дуги зоны заполнения [20,21]
зависимости от угловой скорости, радиуса и материала диска с учетом физико-механических свойств семян.
Д =
360(26 - 32)ё' 80ж '
= аЯ -
Яя (/4К + К 2) ■
/2
У =
Я* 2У2
1 = аЯ^2^ 2Яг'(/уК + К2) + г'.
(2)
где Д- диаметр ячеистого диска;
ё' - диаметр наибольшего семени. В технологическом процессе заполнения семенами ячеек высевающего диска существенную роль играют параметры ячейки.
Ячейки высевающего диска забирают семена из нижнего слоя, поэтому наибольший интерес представляет скорость движения этого слоя. Находящийся в бункере над ячейкой слой семян препятствует выбросу семени из ячейки. Слой семян действует на семя в ячейке непостоянно из-за соударения семян между собой и с ячейками.
Решением составленного дифференциального уравнения, на основе принципа относительности движения, установлена зависимость скорости семян
(1)
где Уот н - относительная скорость семян;
а - угловая скорость высевающего диска;
Я - радиус дика;
g - ускорение свободного падения;
Л - коэффициент трения семени о диск;
/2 - коэффициент внутреннего трения семян;
Кг , К2 - коэффициенты [13].
Траектория движения центра масс семени, при за-падании в ячейку, имеет форму параболы. Учитывая, что начальная скорость мала, а высота падения находится в пределах размера семени, траектория движения будет иметь вид
Ход исследования. Теоретические разработки проверялись опытным путем. Математическую модель технологического процесса высева, оценку степени влияния отдельных факторов и их взаимодействие на качество работы высевающего аппарата и поиска рациональных значений, основных его параметров получили с использованием центрального композиционного уни-форм-рототабельного плана.
В качестве параметра оптимизации приняли отклонение заполняемости ячеек семенами от требуемой величины. При идеальной заполняемости разница между количеством высеянных за один оборот диска семян и количеством ячеек диска равна нулю.
Основываясь на рекомендациях, произвели математические вычисления и получили уравнение регрессии в именованном виде:
Оз = 289,50-177,49Х1 - 3,97Х2 - 83,81Х3 - 26,89^ • Х2 + + 10Д6Х; • Х3 +13,89Х2 • Х3 + 33,56Х2 + 198,52Х22 + 16,57Х2
(3)
где Оз - отклонение заполняемости ячеек;
Х1, Х2, Х3 - соответственно, варьируемые значения факторов диаметра ячейки, скорости диска, глубины ячейки.
Далее провели исследования, включающие следующие задачи: определение центра поверхности отклика, определение типа поверхности отклика в изучаемой области; определение места оптимума параметра оптимизации внутри области варьирования факторов. При решении этих задач использовались методы аналитической геометрии.
Результаты исследования. При обосновании оптимальных параметров и режимов работы высевающего аппарата необходимо учитывать технологические свойства семян. В связи с этим нами проведены исследования семян (длина, ширина, толщина, масса, углы естественного откоса, коэффициенты статического и динамического трения семян по различным материалам) применительно к рапсу, клеверу и люцерне. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях. Обработкой данных установлено, что геометрические размеры семян исследуемых культур существенно не отличаются между собой, средние размеры которых приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Линейные размеры семян
Культура и сорт Средние размеры, мм
длина ширина толщина
Рапс «Салют» 1,71 1,49 1,47
Клевер красный 1, 71 0,88 0,51
Люцерна жёлтая 1,65 0,89 0,42
После ряда промежуточных вычислений получим уравнение, которое является универсальным математическим выражением для определения длины ячейки в
Как видно из таблицы 1 по одноименным расчетным размерам семена клевера и люцерны находятся в узком диапазоне, не превышающем 0,2 мм. Семена рапса близки к шаровидной форме, что подтверждается классификацией ряда авторов. Однако наблюдается большой разброс (до ±0,4 мм) размеров семян по длине для каждой культуры.
Отсутствие четко выраженного размера семян создает трудности в определении оптимальных параметров ячейки высевающего диска.
Взвешиванием навесок из 1000 семян каждого вида установили их массу (таблица 2). При этом, между линейными размерами семян и их массой имеет место прямая корреляция.
Таблица 2 - Значения углов естественного откоса р 1, коэффициентов внутреннего :, статического :ст и динамического : трения семян изучаемых культур
в пределах 92-123 % (рисунок 2), а для диаметра 2,52,9 мм-100-101,7 % (рисунок 1).
Культура и сорт Абсолютная масса 1000 семян, г Угол естественного откоса, град Коэффициенты трения
внутренний статический дина-миче-ский
Рапс «Салют» 3,79 22°24' 0,412 0,216 0,141
Клевер красный 1,70 20°00' 0,364 0,204 0,131
Люцерна жёлтая 1,84 22°10' 0,407 0,208 0,135
Коэффициент внутреннего трения между поверхностями отдельных зерен в их совокупности определяется как тангенс угла естественного откоса. Плотность укладки семян и, как следствие, величина угла естественного откоса зависит от свойств поверхности семян.
Коэффициенты трения и углы естественного откоса рассматриваемых нами мелкосеменных культур не имеют больших различий и варьируют в незначительных пределах (таблица 2).
В качестве материала при изготовлении высевающего диска принят алюминиевый сплав, для которого и приведены значения коэффициентов трения. Причем, динамический эффект трения семян находится со статическим :) в соотношении ^=(0,6-0,7) :ст.
Представленные в таблице 2 углы естественного откоса семян находятся в пределах от 20° до 22 24', а коэффициенты трения - 0,131-0,412. Максимальные значения коэффициентов как статического, так и динамического, относятся к семенам рапса.
Результаты этих исследований, на примере рапса, использовались при определении и объяснении закономерностей работы экспериментального высевающего аппарата.
С учетом разброса размеров семян расчетный диапазон диаметра ячейки должен находиться в пределах 1,4-2,0 мм, а глубина-1,7 мм при условии изготовления дна ячейки сверлом с углом заточки 120°.
Однако проведенные опыты показали, что минимальное дробление (0,3 %), при оптимальной скорости вращения высевающего диска, соответствует диаметру ячейки 2,5 мм, а фактический интервал, включая зазор между поверхностью семени и стенками ячейки, с учетом односеменного стопроцентного заполнения и выталкивания семян составляет 2,3-2,9 мм. Для этого интервала дробление семян равно 0,4-0,9 % (рисунок 1).
Лабораторными исследованиями по оценке влияния глубины ячейки на дробление семян и заполняемость ячеек установлено, что оптимальное значение глубины соответствует 1,7 мм. Для принятого в исследованиях диаметра ячейки 2,5 мм и глубины ячейки 1,7 мм, дробление семян равно 0,87 % (рисунок 2).
Уменьшение глубины ячейки менее 1,3 мм и увеличение более 2,0 мм приводит к резкому переходу трехпроцентной границы, допускаемой агротребованиями.
Испытаниями выявлено, что при изменении глубины ячейки от 1,6 до 2,0 мм, заполняемость колеблется
Рисунок 1 - Влияние диаметра ячейки диска на заполняемость (ЗК) ячеек и дробления (ДЬ) семян.
Рисунок 2 - Влияние глубины (К) диаметра ячейки диска на заполняемость (ЗК) ячеек и дробления (ДК) семян.
Анализ экспериментальных данных позволил установить следующие параметры ячейки высевающего диска: диаметр (длина) - 2,5 мм, глубина - 1,7 мм. Оценить параметры ячейки только необходимым условием недостаточно.
Процесс западания семян надо рассматривать с учетом режимов работы высевающего диска, выраженного относительной скоростью семян в зоне загрузки. При этом западания семян в ячейки не произойдет без перемещения их относительно диска или при чрезмерно большой относительной скорости. Транспортировка семян возможна, когда центр его тяжести будет на уровне или ниже поверхности диска. Расчетами по формуле (1) установлен размерный диапазон диаметра высевающего диска 0,072-0,091мм, а скоростной режим (формула 2) в пределах 0,06-0,3 м/с. Сравнительную оценку проводили для однорядных дисков диаметром 70,80 и 90 мм, с числом ячеек 30, 40,50 и 60 шт. Уста-
новлена общая закономерность - с увеличением окружной скорости диска заполняемость ячеек семенами уменьшается, с уменьшением - возрастает. При этом, количественное уменьшение ячеек на диске также приводит к снижению заполняемости, Так, при окружных скоростях 0,06-0,2 м/с заполняемость 50 ячеек на диске диаметром 70 мм и 60 ячеек на дисках диаметром 80 и 90 мм колеблется в пределах, соответственно 10085, 100,8-96,25, 101,2-96,2 % (рисунок 3).
ко возрастает при окружной скорости более 0,3 м/с и заполняемости ячеек менее 75-85 % и достигает 0,62,1 %.
На основании экспериментальных исследований и обработки опытных данных выявили некоторые преимущества высевающего диска диаметром 80 мм с 60 ячейками, который и приняли для дальнейших исследований. Расчеты, проведенные по уравнению (3) хорошо согласуются с экспериментальными. И параметр оптимизации (Оз - отклонение заполняемости) составляет 1,45.
В результате эксперимента получена по шести точкам плана, соответствующем нулевому значению факторов, средняя величина отклонения заполняемости О30=1,44. Абсолютное отклонение экспериментального показателя от расчетного оказалось примерно одинаковым (разница составляет 1,44 %). Таким образом, при высеве семян рапса предлагаемый аппарат точного высева обеспечивает отклонение заполняемости семенами ячеек диска ± 0,86 %.
Экспериментальными исследованиями установлено, что угол трения семян рапса о поверхность диска в динамике изменяется в пределах 8°-9°, а среднее значение угла внутреннего трения семян составило 22°24'. Анализ линейной зависимости размеров ячейки от угловой скорости диска (рисунок 4) показал, что наибольшая допускаемая угловая скорость, при р 1=8 (1=0,571ю+0,126) и условии стопроцентного односе-менного заполнения ячеек диаметром 2,5мм, равна 4,16 рад/с.
I,
мм 4
Рисунок 3 - Зависимость степени заполнения (З) ячеек и дробления (Р) семян от окружающей среды (Уд) диска диаметром 80 мм: 1 - 40 ячеек; 2 - 50 ячеек; 3 - 60 ячеек.
Применение дисков с 50 ячейками и диаметром 8090 мм приводит к уменьшению заполняемости на 0,252,1 %. Для диска диаметром 70мм с 40 ячейками эта разница более существенна (до 7,4 %). Аналогичная зависимость получена и для дисков с 40 и 30 ячейками. Эти данные указывают на целесообразность применения дисков с максимально допустимым числом ячеек. Проведенные опыты показали, что стопроцентную од-носеменную заполняемость можно обеспечить при окружной скорости 0,13-0,16 м/с для диска диаметром 80 мм (рисунок 3) и 0,14-0,17 - диаметром 90 мм. Для диска диаметром 70 мм этот показатель можно получить только при окружной скорости 0,06 м/с.
При других скоростях заполнение ячеек семенами или увеличивается (возрастает число «двойников») или уменьшается (возрастает число незаполненных ячеек). Это приводит к нарушению заданной нормы высева и ухудшению распределения семян в рядке.
Отклонение окружной скорости от оптимальной влечет за собой также повышение дробления семян. При скорости меньше оптимальной, увеличивается количество ячеек с двумя семенами в ячейке, а при скорости больше оптимальной, часть семян не успевает полностью войти в ячейку. Эти явления и приводят к увеличенной повреждаемости семян отражателем.
Характер изменения кривых по дроблению семян указывает на определенный ранее диапазон оптимальной окружной скорости диска. Повреждение семян рез-
1=0,571^0,126
U0.571w-0.631 U0.571w-1.Q56
пи
\ \
1
3
к
5
6 W,paa/c
Рисунок 4 - Зависимость длины ячейки от угловой скорости диска
Этому значению соответствует окружная скорость диска 0,166 м/с и относительная скорость семян 0,105 м/с (Уотн =0,04-0,061) (рисунок 5), что совпадает с выводами по рисунку 3. Повышение угла трения до 9° (1=0,571ю - 1,05) позволяет расширить скоростной диапазон до ю=6,23 рад/с и Уд = 0,25 м/с. Однако, в процессе работы поверхность диска «шлифуется» семенами и повышенная шероховатость выравнивается до величины с углом трения 8°. Поэтому в дальнейших расчетах для изготовления дисков принимается коэффициент трения рабочей поверхности не более 0,14. Улучшить качественные показатели и повысить производительность работы высевающего аппарата можно путем изготовления входных фасок ячеек диска. Кроме того, при увеличении относительной скорости фаска дает возможность уменьшить допуск на зазор между семенами и диском, а это обеспечивает для семян более четкий единичный отбор и меньшее дробление [19]. Оптимальное сечение фаски в плоскости диска должно быть таким, чтобы не снижалась скорость падения се-
мени. Такой формой сечения является парабола. Но изготовление ее - процесс технологически сложный. В связи с тем, что длина и глубина входной фаски для мелкосеменных культур малы, то для упрощения изготовления рабочую поверхность входной фаски можно выполнять в виде прямой.
Vm„=Vr0,04w W0.0w-0.061
□ 12 ЗА- 5 6 W,pa3/c
Рисунок 5 - Взаимосвязь относительной скорости семян и угловой скорости диска
Изготовление высевающих дисков в заводских условиях с длиной входной фаски 0,4, 0,8 и 1,2 мм и их экспериментальная оценка позволили установить, что наилучшие режимы получены для фаски длиной 0,8 мм (1=0,571ю+0,631). При этом окружную скорость диска можно увеличить до 0,22 м/с, сохранив стопроцентную заполняемость ячеек (рисунок 3, кривая 4, рисунок 4). Применение входной фаски, за счет увеличения общей длины и, соответственно, объема ячейки, приводит к повышению дробления семян, и для диска диаметром 80 мм с 60 ячейками это приращение составляет 0,360,45 %. Дальнейшее повышение скоростного режима (более 0,22 м/с) приводит к резкому увеличению дробления семян и снижению заполняемости ячеек.
Использование диска с входными фасками ячеек целесообразно при норме высева свыше 12кг/га и повышенных (более 3 м/с) скоростях движения посевного агрегата.
Аналогичного результата можно добиться применением в высевающем аппарате двух- и трехрядных дисков. В пределах выбранного скоростного диапазона (0,05-0,016 м/с) для двухрядного диска снижение за-полняемости составило 0,8-4,0 %, трехрядного - 210 %. Увеличение дробления семян для двухрядного диска равна 0,24-0,54 %, трехрядного - 0,8-1,2 %. Эти данные свидетельствуют о том, что для повышения производительности высевающего аппарата и посевного агрегата в целом, для выбранного диапазона окружной скорости, возможно применение двухрядных дисков с общим числом ячеек 120 штук.
Сравнение равномерности распределения семян в рядке показало явные преимущества экспериментального аппарата точного высева мелкосеменных культур перед катушечными, особенно при работе с малыми нормами высева.
Посевной блок к сеялке СЗТ-З,6 (С3-3,6) с экспериментальными механическими аппаратами точного высева успешно прошел лабораторно-полевые испытания и производственную проверку в ряде хозяйств Курской области на посеве рапса, люцерны и клевера.
Область применения результатов. Результаты исследований, проведенных на примере обоснования конструктивно-режимных параметров механического вертикально-дискового аппарата точного высева семян размерной группы рапса, предназначены для специалистов, занимающихся проектированием и эксплуатацией посевных машин.
Выводы. Посевные машины с механическими аппаратами точного высева, в силу своей конструктивной, эксплуатационной простоты, надежности и низкой стоимости, не потеряли значимости в настоящее время. Использование экспериментального высевающего аппарата снижает (по сравнению с катушечным) на 3033 % коэффициент вариации интервала между семенами по длине рядка и устойчиво работает с малыми нормами высева. Экономия семян достигает 32 %, а прибавка урожая зеленой массы составляет 14,4 % ( по сравнению с сеялкой СЗТ - 3,6). Установка комплекта аппаратов на зерновую сеялку в виде модульного посевного блока, позволяет увеличить годовую загрузку сеялок.
Литература
1. Методика формирования системы машин для комплексной механизации агротехнологий / И.И. Гуреев, В.П. Дьяков, Г.К. Гребенщиков и др. - Курск: ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2008.-23 с.
2. Рекомендации по использованию рапсовых кормов в животноводстве и птицеводстве.- Липецк: ВНИПТИ рапса, 1992. - 27 с.
3. Влияние применения метанола и метилового эфира рапсового масла на процесс сгорания и эффективные показатели дизеля 2ч 10,5 / 12,0 / В.А. Лиханов, Р.Р. Деветьяров, В.Н. Копчиков и др. // Тракторы и сельхозмашины. -2015.-№6. - С.3-4.
4. Краснощеков Н.В., Липкович Э.И. Концепция разработки системы машинных технологий в растениеводстве // Тракторы и ельхозмашины. - 2008.- №8. - С.3-6.
5. Кондратец Л.И., Суворова Л.Г., Свирень Л.С. Современные агрегаты для посева пропашных культур в СССР и за рубежом // Испытания и использование новой техники. Серия мех. растениеводства / Агро НИИТЭННТО. - М., 1990. - 48 с.
6. Renius K.T. Coopération between industry and the research institutions: the point of view of the research institution. Proceedings of the 7 the meeting of the full members.-Bologna, 1996.
7. Журавлев Б.И. Пневматические сеялки. - М.: НИИА втосельхозмаш, 1965.-89 с.
8. Farmgrow 81, oct. 1981. -P/13-24.
9. Word S.M. Research . // Iornal of agricultural engineering. 1981. V.26.-№4.-P.321-331.
10. Шишлов С.С., Коловская Т.М., Шишлов А.Н. Пневмомеханический высевающий аппарат // Сельский механизатор. - 2015. - №6. - С.10-11.
11. Малофеев В.Ю., Рула Д.М., Голубев В.В. Высевающий аппарат для посева льна - долгунца в внесения минеральных удобрений // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2012.- №6. - С.5-6.
12. Василенков В.Е. Обоснование процесса высева семян люцерны малыми нормами усовершенствованным вертикально-дисковым высевающим аппаратом: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Глеваха, 1983. - 18 с.
13. Белодедов В.А. Оптимизация однозерновых высевающих аппаратов в связи с продольной равномерностью распределения семян: автореф. дис. ... док.техн. наук.- М., 1985. - 30с.
14. Prazesion ist Trzumpf bei der Zuckenrubensoat // Topagrf. - 1978. - №1. - 34-38
15. Schafmayer H.Zuckerhubensoat miupneumatichen Drillger aten //Zucker. - 1977. - 30, №6. - С. 284 - 287.
16. Василенко В.Е., Зырянов В.А. Свекловичные сеялки на посеве люцерны // Техника в сельском хозяйстве. - 1982. - №4. - С. 11-14.
17. Ахламов Ю.Д. Обоснование и разработка средств механизации в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве многолетних кормовых трав: автореф. дис. ... док.с.-х.наук. - М., 1990. - 32 с.
18. Chtze Cooperation between industry and the research institutions: the point of view of tre research institutions. Proceedings of the 7 the meeting of the fultmembers /-Bologna, 1996.
19. Zegg B.Cooperation between industry and the research institutions:the point of vieree of the research institutions. Proceedings of the 7 the veeting of the fullmembers Bologna, 1996.
20. Василенко В.В. Расчет рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин, - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1994. - 228 с.
21. Einzelkorn samaschina Tip Saatknech En-Prakt. Landtechnik,Lg 21, No.3, 1968.
22. Мельников С.В., Алешин В.Р., Рощин П.П. Планирование эксперимента в в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников,. - Л: Изд-во Колос, 1980. - 166 с.
23. Wolf,Benjamin J. Diagnostic Technigues for Improving Crop Production / Benjamin J.Wolf.-Haworth Press, 1996.426 р.
24. Paarlberg, Philip L. The Agricultural Revolution of the 20 th Century / Philip L. Paarlberg, Don Paarlberg.- Blackwell Publishing, 2000. - 154 р.
References
1. Method of forming a system of cars for complex mechanization of agricultural technologies, /I.I. Gureev, VP Dyakov, GK Grebenshchikov et al. - Kursk: GNU VNIIZ EPZs and Agricultural Sciences, 2008. 23 p.
2. Recommendations for use in animal feed rapeseed and ptitsevodstve. - Lipetsk VNIPTI rape, 1992. - 27 p.
3. Likhanov, VA Influence of application of methanol and methyl ester of rapeseed oil, the combustion process and effective performance diesel 2h 10.5 / 12.0 / VA Likhanov, RR Devetyarov, VN Coccyx, and others. // Tractors and farm machinery. -2015.-№6. -s.3-4.
4. Krasnoshchekov, NV The concept of development of machine technologies in crop / NV Krasnoshchekov, EI Lipko-vich // Tractors and elhozmashiny. - 2008.- №8.- s.3-6.
5. Kondratets, LI Modern machines for planting row crops in the USSR and abroad / LI Kondratets, Suvorov LG, LS Svi-ren // Trials and use of new technology. Series fur. Crop / Agro NIITENNTO. - M., 1990. - 48.
6. Renius K.T. Cooperation between industry and the research institutions: the point of view of the research institution. Proceedings of the 7 the meeting of the full members.-Bologna, 1996.
7. Zhuravlev, BI Pneumatic drills. - M .: vtoselhozmash SRI of Astronomy, 1965, 89 p.
8. Farmgrow 81, oct. 1981. -P / 13-24.
9. Word S.M. Research. // Iornal of agricultural engineering. 1981. V.26.-№4.-P.321-331.
10. §i§li SS Planting unit rotor / SS §i§li TM Kolovskaya, AN Shishlov. // Rural mehanizator.- 2015.-№6.-s.10-11.
11. Malofeev, VY Planting unit for planting flax - flax in mineral fertilizers / VY Malofeev, DM Rula, VV Gol-Beuve // Mechanization and electrification of agriculture. -2012.- №6, -s.5-6.
12. Vasilenko, VE Justification of seeding alfalfa small norms improved vertical disk sowing apparatus. The Abstract. Dis. cand. tehn. nauk. Glevaha-1983-18c.
13. Belodedov, VA Optimization odnozernovyh seeding apparatus in connection with a longitudinal uniformity of seeds: Abstract of Cand. dok.tehn. nauk.- M., 1985, 30c.
14. Prazesion ist Trzumpf bei der Zuckenrubensoat // Topagrf 1978, №1, 34-38.
15. Schafmayer H.Zuckerhubensoat miupneumatichen Drillger aten // Zucker. - 1977. - №6. - S. 284-287.
16. Vasilenko, VE Planter on alfalfa / VE Vasilenko, V.A.Zyryanov // Technique in agriculture hozyaystve.-1982.- №4.-S. 11-14.
17. Ahlam, YD Justification and development of mechanization in the CE lectures, variety testing and primary seed-growing perennial forage grasses: Abstract of Cand. dok.s.-h.nauk.-M., 1990, 32c.
18. Chtze Cooperation between industry and the research institutions: the point of view of tre research institutions. Proceedings of the 7, the meeting of the fultmembers / -Bologna, 1996.
19. Zegg B.Cooperation between industry and the research institutions: the point of vieree of the research institutions. Proceedings of the 7 the veeting of the fullmembers Bologna. 1996.
20. Vasilenko, V. Calculation of the working bodies of tillage and sowing machines - Voronezh: Publishing house of Voronezh State University, 1994. - 228 p.
21. Einzelkorn samaschina Tip Saatknech En-Prakt. Landtechnik, Lg 21, №.3, 1968.
22. Melnikov SV Experimental Design in studies of agricultural processes / SV Melnikov, VR Aleshin, PP Roshchin. -A Univ Kolos, 1980.-166c
.23. Wolf, Benjamin J. Diagnostic Technigues for Improving Crop Production [Text] / Benjamin J.Wolf.-Haworth Press, 1996.- 426 p.
24. Paarlberg, Philip L. The Agricultural Revolution of the 20 th Century [Text] / Philip L. Paarlberg, Don Paarlberg. -Blackwell Publishing, 2000. -154 p.
