ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ ПУТЕМ МОДЕРНИЗАЦИЙ ЕГО БОРОЗДОФОРМИРУЮЩИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631. 511

Габаев А. Х., Нам А. К.

Gabayev A. H., Nam A. K.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ ПУТЕМ МОДЕРНИЗАЦИЙ ЕГО БОРОЗДОФОРМИРУЮЩИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE GRAIN SEEDER BY MODERNIZING ITS FURROW FORMING WORKING BODIES

В настоящее время на рынке сельскохозяйственной техники имеется довольно широкий модельный ряд посевных машин, в той или иной степени отвечающих требованиям к посеву. Однако у предлагаемых посевных машин работоспособность в условиях повышенной влажности почвы очень низкая, в следствии залипания рабочих поверхностей дисков влажной почвой, что не позволяет проводить посевные работы в лучшие агротехнические сроки, особенно в условиях дождливой весны. Как показал анализ состояния сеялочных агрегатов, в ряде хозяйств диски высевающих сошников настолько изношены, что их диаметр составляет всего 29-30 см и даже меньше, при заводском выпуске 35 см При таком диаметре дисков сеялка по своим техническим возможностям не может заделывать семена на заданную глубину. Все это приводит к снижению полевой всхожести семян, изреженности посевов, или, чтобы не допустить этого, к перерасходу дорогостоящего семенного материала. Посев на малых скоростях и невозможность сеять во влажную почву или после выпавших даже небольших осадков, сдерживает темпы посевной кампании и затрудняет проведение этого важного агрономического приема в оптимальные сроки, что также отрицательно влияет на продуктивность посевов. Проведение обязательной предпосевной культивации при посеве двухдисковыми сошниками требует предварительной отвальной вспашки, что затрудняет внедрение почвозащитных, влаго- и энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В статье приводятся результаты исследований, посвященные вопросам повышения работоспособности бороздооб-разующих рабочих органов посевных машин для условий повышенной влажности и засоренности пожнивными остатками почв. Получены аналитические зависимости коэффициента трения почвы от влажности о различные материалы рабочих органов посевных машин.

Currently, the market of agricultural machinery has a fairly wide range of sowing machines, answering the requirements for sowing to some extent. However, the proposed sowing machines, working in conditions of high soil moisture is very low, as a result of sticking of the working surfaces of the disks with wet soil, which does not allow sowing in the best agronomic terms, especially in rainy spring conditions. As the analysis of the state of the seeders showed, in a number of farms the discs of the sowing coulters are so worn out that their diameter is only 29-30 cm and even less, with a factory release of 35 cm. depth of All this leads to a decrease in field germination of seeds, thinning of crops, or, to prevent this, to an overrun of expensive seed. Sowing at low speeds and the inability to sow into wet soil or after even small rain fall out, hinders the pace of the sowing campaign and makes it difficult to carry out this important agronomic reception at optimum times, which also negatively affects the productivity of the crops. Mandatory pre-sowing cultivation when sowing with double-disc coulters requires preliminary plowing plowing, which makes it difficult to implement soil-protective, moisture-and energy-saving technologies of cultivation of agricultural crops. The article presents the results of research on the issues of improving the efficiency of furrow-forming working bodies of sowing machines for conditions of high humidity and debris from soil residues. Analytical dependences of the soil friction coefficient on the moisture content of various materials of the working bodies of sowing machines are obtained.

Ключевые слова: почва, диск, сошник, бороз- Key words: soil, disk, opener, furrow.

да.

Габаев Алий Халисович -

кандидат технических наук, ст. преподаватель

кафедры механизации сельского хозяйства,

ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ,

г. Нальчик

Тел.: 8 928 704 35 19

Е-mail: Alii_gabaev@bk.ru

Нам Анатолий Константинович -

кандидат технических наук, доцент кафедры механизации сельского хозяйства, ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик Тел.: 8 928 704 35 19

Gabayev Alij Halisovich -

Candidate of Technical Sciences, Art. Lecturer, Department of Mechanization of Agriculture, FSBEI HE Kabardino-Balkarian SAU, Nalchik Tel.: 8 928 704 35 19 E-mail : Alii_gabaev@bk.ru.

Nam Anatoli Konstantinovich -

Candidate of Technical Sciences, Department of Mechanization of Agriculture, FSBEI HE Kabardino-Balkarian SAU, Nalchik Tel.: 8 928 704 35 19

Введение. Максимальная автоматизация всех процессов в сельском хозяйстве на правах осознанной необходимости входит в стратегии развития крупнейших агропромышленных и машиностроительных компаний в мире. Ускорить рост продуктивности сельского хозяйства, обеспечить стабильный результат внедрения инноваций и повысить конкурентоспособность предприятий в локальном и мировом масштабе позволяют в первую очередь огромные объемы собранной информации и продвинутые системы управления данными (data science и data management). Кроме того, с помощью систем автоматизированного управления сельским хозяйством можно контролировать 2/3 факторов, приводящих к потерям урожая.

По оценкам Json&Partners Consulting суммарный экономический эффект от внедрения систем автоматизации в сельское хозяйство, базирующийся на цифровизации, может составить более 4,8 триллиона рублей за год, или 5,6% прироста ВВП. В целом прирост объема потребления информационных технологий в России ожидается на уровне +22%, и этого можно достичь за счет цифровизации только одной отрасли - сельского хозяйства.

Таким образом, в ближайшие несколько лет сельхозпредприятия могут стать одними из основных потребителей цифровизации в России, поскольку им необходимо повысить производительность. Для этого требуется сделать почвы более плодородными, увеличить энерго- и ресурсоэффективность, авто-

матизировать основные процессы, а также обновить и модернизировать парк техники.

Приоритеты государственной политики в сфере развития сельского хозяйства определены, исходя из Постановления Правительства РФ от 19 декабря 2014 г. № 1421 «О внесении изменений в Государственную программу развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы», а также подпрограммы «Обеспечение реализации Государственной программы Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы». Эти документы предусматривают комплексное развитие всех отраслей и подотраслей, а также сферы деятельности агропромышленных холдингов.

Как считают эксперты, в сельском хозяйстве в первую очередь будут развиваться такие направления цифровизации, как точное земледелие, дистанционное зондирование, а также разработка приложений, облачных сервисов и ЕЯР-систем.

Для реализации этих задач в национальном докладе о результатах реализации аграрной госпрограммы Министерство сельского хозяйства РФ прогнозировало, что в этом году положительная динамика развития сельского хозяйства сохранится, однако темп будет ниже, чем в 2017 г. По оценке правительства, рост агропромышленного комплекса по итогам текущего года будет находиться в диапазоне 0-1% «в зависимости от складывающей-

ся экономической ситуации и погодных условий». Если в прошлом году производство сельхозпродукции повысилось на 2,4%, то целевой показатель на 2020 год находится на уровне 1,7%. При этом, по прогнозам экспертов, в ближайшие 1 -2 года в сельском хозяйстве должно в разы увеличиться внедрение цифровых технологий.

Методология проведения работ. Для устранения недостатков, присущих двухдисковым бороздообразующим рабочим органам, а также для переоборудования зерновых сеялок серийного производства для условий повышенной влажности почв нами разработана конструкция сошника, которая максимально унифицирована с узлами и деталями серийной зерновой сеялки С3-3,6, что позволяет минимизировать затраты средств и времени, связанных с переоборудованием посевного агрегата.

Предлагаемая нами конструкция бороздо-образующего рабочего органа (патент РФ №2511237, №2631465) состоит из бороздо-формирующего катка, который по периферии имеет клинообразную форму с усеченным клином [1]. Предлагаемое устройство для посева семян зерновых культур обеспечивает равномерность распределения семян и повышает работоспособность сеялки за счет снижения вероятного залипания рабочих поверхностей дисков почвой и пожнивными остатками.

Ход исследования. Давление, оказываемое бороздообразующим диском на дно борозды, определяется по формуле:

Р =

Vo

(1)

где:

¡0 - длина площадки смятия, м (рис. 1). Как видно из рисунка:

l0 = 2r1 sin 5,

Р =

R

2br sin 5' Подставив значение R] в (3), получим:

Р =

З^т 5

Так как:

• с Rx sin 5= 1x

3h

1.5

(2)

(3)

(4)

(5)

Таким образом, получим: Sqhoo

Р = ■

9

(6)

Рисунок 1 - Определение давления, оказываемого ободом бороздообразующей накладки на дно борозды

Плотность почвы на дне борозды можно определить по коэффициенту пористости [3], который определяется как:

8=1-1,

Р

а плотность:

Р =

Г

s +1

(7)

Для определения коэффициента пористости при давлении р получим зависимость [4]:

s = s —— ln

B1 9.8 -104

(8)

где:

р - давление, Па;

80 - коэффициент пористости при нагрузке 9,8-104 Па;

Б] - степень изменения коэффициента пористости при нагрузке. Таким образом получим:

В_

ЧК ' (9)

Р = -

В (1 + 80) - 1п( 1( 0) (1.1-105)

Из выражения (9) видно, что плотность почвы на дне борозды, образованной бороз-дообразующим диском, не зависит от конструктивных параметров самого диска, а только от глубины его хода и физико-механических свойств почвы.

а

Для черноземных, сильно сжимаемых почв рекомендуются значения: £=0,75-0,85; В= 5-10. Удельный вес твердой фазы почвы у составляет для обыкновенных черноземов на глубине 0-20 см - 2,4г/см3. При коэффициенте объемного смятия почвы д= 2-106 Н/м3 и глубине хода диска к0 = 0.06м, плотность дна борозды составит:

Р = -

2,4 -103 • 7

7(1 + 0,8) - ln(

2 • 10° • 0.06 1.1 • 105

1.34-103 кг/м3.

)

Результаты исследования. Результаты теоретических исследований работы бороз-дообразующего катка показыва ют, что по-

лученные аналитические зависимости необходимы для оптимизации конструктив ных параметров бороздообразующего диска с целью формирования профиля и дна борозды.

Вывод. Установлены зависимости для определения реакций почвы, действующих на бороздообразующий диск при работе, плотности дна борозды, образованной сошником, конструктивных параметров по сев-ной секции и равномерности глубины хода, что важно для энергетической оценки модернизированного бороздообразующего рабочего органа.

Литература

1. Пат. 2511237 Российская Федерация, МПК7 А01С7/00. Устройство для посева семян зерновых культур / Каскулов М.Х., Га-баев А.Х., Апажев А.К., Атмурзаев И.А., Гаев Ш.М., Тешев А.Ш., Мишхожев В.Х.; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия имени В.М. Кокова». - №2012153090/13; заявл. 07.12.2012; опубл. 10.04.2014. - Бюл. №10. -6 с.

2. Габаев А.Х., Мишхожев А.А. Совершенствование средств механизации для посева семян зерновых культур [Электронный ресурс] // Novainfo.Ru - 2015. - Т.1. №38. -С. 91-98..

3. Габаев А.Х. Влияние свойств почвы на процесс образования бороздки для семян // Известия Кабардино-Балкарского ГАУ. -Нальчик, 2013. - № 2. - С. 67-71.

4. Габаев А.Х., Мисиров М.Х. Деформации почвы при обработке двухгранным клином // Материалы межвузовской науч. -практ. конф. студентов и молодых ученых. - Нальчик, 2009. - С. 131-134.

References

1. Pat. 2511237 Rossijskaya Federaciya, MPK7 A01S7/00. Ustrojstvo dlya poseva se-myan zernovyh kul'tur / Kaskulov M.H., Ga-baev A.H., Apazhev A.K., Atmurzaev I.A., Gaev SH.M., Teshev A.SH., Mishkhozhev V.H.; zayavitel' i patentoobladatel': Federal'noe gosudarstvennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie Vysshego professional'nogo obrazovaniya «Ka-bardino-Balkarskaya gosudarstvennaya sel'sko-hozyajstvennaya akademiya imeni V.M. Koko-va». - №2012153090/13; zayavl. 07.12.2012; opubl. 10.04.2014. - Byul. №10. - 6 s.

2. Gabaev A.H., Mishkhozhev A.A. Sover-shenstvovanie sredstv mekhanizacii dlya poseva semyan zernovyh kul'tur [Elektronnyj resurs] // Novainfo.Ru - 2015. - T.1. №38. - S. 91-98..

3. Gabaev A.H. Vliyanie svojstv pochvy na process obrazovaniya borozdki dlya semyan // Izvestiya Kabardino-Balkarskogo GAU. -Nal'chik, 2013. - № 2. - S67-71.

4. Gabaev A.H., Misirov M.H. Deformacii pochvy pri obrabotke dvuhgrannym klinom // Materialy mezhvuzovskoj nauch.-prakt. konf. studentov i molodyh uchenyh. - Nal'chik, 2009. - S. 131-134.