CC BY
6
/ Б.Ф. Тарасенко, В.В. Цыбулевский; заявит. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»; заявл. 13.10.2011; опубл. 27.05.2013.
12. Пат. № 2564846 С1 Российская Федерация, МПК А01В 49/02. Универсальное средство для об-
работки почвы; № 2014133335/13 / Б.Ф. Тарасенко, Е.А. Шапиро, А.Г. Черноиванов [и др.]; заявит. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»; заявл. 12.08.2014; опубл. 10.10.2015.
Алексей Евгеньевич Матущенко, ассистент. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, archangel24@mail.ru
Иван Иванович Рудченко, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, ars2507@yandex.ru
Александр Александрович Полуэктов, соискатель. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, aleksandr.poluektov2000@yandex.ru
Михаил Александрович Воробьёв, соискатель. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, Misha.beard@yandex.ru
Alexey E. Matushchenko, assistant. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, archangel24@mail.ru
Ivan I. Rudchenko, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, ars2507@yandex.ru
Aleksandr A. Poluektov, research worker. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, aleksandr.poluektov2000@yandex.ru
Mikhail A. Vorobiev, research worker. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, Misha.beard@yandex.ru
-Ф-
Научная статья УДК 631.331
Процесс формирования потока семян и порошкообразных удобрений с применением дозатора непрерывного действия
Александр Николаевич Андреев, Сергей Владимирович Вдовкин
Самарский государственный аграрный университет
Аннотация. В статье представлены результаты лабораторных исследований влияния конструктивных параметров распределителя семягумусной смеси при установке на селекционную сеялку дозатора порошкообразных удобрений. Процесс высева при селекционировании новых культур здесь является одним из первых и ответственных мероприятий. Качество проведения посевных работ существенным образом влияет на величину будущего урожая, качество продукции и её себестоимость. Авторы предлагают использовать одновременное внесение порошкообразного гумуса с семенами. Для этого разработана высевающая система с дозатором порошка и распределителем потока семягумусной смеси. В процессе исследований получены данные, позволяющие установить, что размещение в рассеивателе распределителя длиной 130 мм четырёх плоскостей со стержнями (10 стержней) снижает неравномерность распределения потока семян на части с 62 до 4,9 %. Регрессионный анализ показал незначительное влияние угла наклона рассеивателя на параметр оптимизации, поэтому в дальнейших исследованиях для большей технологичности и сглаженного протекания процесса транспортирования семян в делителе угол наклона рассеивателя был принят 20 градусов.
Ключевые слова: посев, селекционная сеялка, порошкообразные удобрения, распределитель.
Для цитирования: Андреев А.Н., Вдовкин С.В. Процесс формирования потока семян и порошкообразных удобрений с применением дозатора непрерывного действия // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 96 - 100.
Original article
The process of forming a flow of seeds and powdered fertilizers using a continuous metering unit
Alexander N. Andreev, Sergey V. Vdovkin
Samara State Agrarian University
Abstract. The article presents the results of laboratory studies of the influence of the design parameters of the distribution of the placenta mix when installed on the breeding seedling of the pоroshko-shaped fertilizer dispenser. The process of sowing new crops here is one of the first and most important measures. The quality
of planting significantly affects the size of the future harvest, the quality of production and its cost. We propose to use simultaneous introduction of powdered humus with seeds. To do this, a seeding system with a powder dispenser and aejaugumus flow dispenser has been developed. The research process obtained data to establish that the placement of 130 mm 4-mm planes with rods (10 rods) in the dispenser reduced the uneven distribution of seed flow from 62 to 4.9%. Regression analysis showed a slight effect of the angle of the dispenser's tilt on the optimization parameter, so in further studies, the angle of the scatterer was adopted to make the seed transporting process in the divider 20 degrees.
Keywords: sowing, breeding seedling, powdered fertilizers, dispenser.
For citation: Andreev A.N., Vdovkin S.V. The process of forming a flow of seeds and powdered fertilizers using a continuous metering unit. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5): 96 - 100. (In Russ.).
Импортозамещение в связи с внешней политикой России приводит к важности мероприятий в сельскохозяйственной отрасли и стало наиболее актуально, а требования к производителям сельскохозяйственной продукции возросли.
Интенсификация технологий и оборудования при селекционировании новых культур требует постоянной модернизации, особенно при процессе высева [1, 2]. Показатели проведения посевных операций главным образом влияют на количество и качество будущего урожая и её себестоимость.
Цель исследования - разработка элементов высевающей системы селекционной сеялки и определение параметров дозатора непрерывного действия, а также параметров распределителя для формирования потока высеваемой массы семян и порошкообразных удобрений.
Материал и методы. Формирование высеваемого потока семян и порошкообразных удобрений изучали в лабораторных условиях на базе Самарского ГАУ в соответствии с общепринятыми методиками и ГОСТами [3, 4]. В качестве посевного материала зерновых культур использовались селекционируемые семена озимой мягкой пшеницы сорта Поволжская новь.
Результаты исследования. Широкое применение в селекционном производстве ряда устройств для дозирования порошковидных удобрений сдерживается недостатками в их конструкциях и принципах работы. К существенным недостаткам относятся высыпание семенного материала при поворотах агрегата, движении по склонам, прилипание удобрений, образование из порошка комьев, забивание высевных отверстий и др.
Рассматривая процесс высева, по нашему мнению, наилучшим условием является положение семени так, чтобы как можно ближе и равномернее вокруг него находилась субстанция питательного слоя. Рассматривая преимущества и недостатки, лучшим направлением является высев порошковидных удобрений с их отбором движущимся потоком воздуха из эжекторного устройства. Предлагается установить на пневматическую сеялку устройство с возможностью дозировать порошкообразный биогумус совместно с высевным материалом. Усовершенствованная технологическая схема устроена следующим
образом: дозатор монтируется в пневмотран-спортирующую систему так, чтобы находился между вентилятором и высевающим аппаратом (рис. 1).
Рис. 1 - Технологическая схема высевающей системы
Воздушный поток через эжекторное устройство забирает порошковидный биогумус, непрерывно подаваемый разработанным дозатором за счёт постоянной подачи. Распылённый биогумус проходит через эжекторное устройство высевающего аппарата и перемешивается с высеваемыми семенами. Поэтому образуется постоянное равномерное облако биогумуса (рис. 2). Данная технология заделывает не семена, а семябиогу-мусную смесь, что позволяет оптимально подавать питательные вещества из биогумуса к семени и впоследствии - к корневой системе
Рис. 2 - Схема размещения семян при высеве с биогумусом
будущего растения. Величина нормы высева порошкообразного биогумуса может регулироваться за счёт изменения размеров поперечного сечения проходного окна дозатора.
Для изучения возможности дозирования порошкообразных удобрений разработан экспериментальный образец дозатора, который имеет возможность встраиваться в пневмотранспорти-рующую систему экспериментальной сеялки.
Для расчёта основных конструктивно-режимных параметров за основу принималось, что селекционные посевы весьма малы по площади и при проведении опытов по сортоиспытанию и предварительному размножению могут составлять от 25 до 50 м2. [5]. Исходя из этого, размеры дозирующего устройства были бы такие, чтобы при делянке в 50 м2 с фиксированной нормой высева количество порошкообразного удобрения соответствовало норме и его было бы достаточно. Иными словами, объём дозатора должен соответствовать количеству порошкообразного гумуса, которое необходимо внести вместе с семенами на площади 50 м2. Рекомендациями установлена норма внесения порошкообразного биогумуса сухой субстанции 15 - 20 г на 1 м2. В пересчёте на общую площадь селекционной делянки получим объёмную массу порошкообразного биогумуса 750 - 1000 г на одно экспериментальное исследование.
Рис. 3 - Дозатор порошкообразного гумуса
Предлагаемый дозатор устроен следующим образом (рис. 3). Бункер дозатора 1 представлен в виде цилиндрического стакана с подпружиненным подвижным дном 3. Шток-ручка 5 с выступом закрепляется к подвижному подпружиненному дну 3, при повороте вдоль оси которой производится фиксация подпружиненного дна. Заполнение стакана порошковидным биогумусом производится при фиксировании дна в нижнем положении дозатора. При повороте в противоположную сторону выходит из фиксатора выступ, и подвижное дно подаёт весь слой порошка к дозирующему окну. Усилие прижатия порошка обеспечивает пружина, установленная к дну дозатора. При этом подвижное дно пружиной 4 постоянно обеспечивает непрерывный «подпор» порошковидного удобрения к дозирующему окну, подавая непрерывно порошок при освобождении места в дозирующем окне.
Дозатор имеет дозирующее окно, форма сечения которого имеет круг. Параметры сечения круга - это окна, составляющие 20, 30, 40 мм. Такие размеры окна предназначены для беспрепятственного высева порошка с фракциями частиц не более 0,5 мм. Этот размер необходим для порошкообразного биогумуса. Объём внесения порошка определяется нормой, и устанавливается соответствующий размер высевного окна.
В конструктивную систему экспериментальной пневматической сеялки устанавливается дозатор (рис. 3), у которого внешний диаметр должен быть равен ширине труб горизонтального распределителя пневмотранспортирующей системы сеялки. Конструктивное исполнение дозатора необходимо сопоставить с размерами трубы распределителя, которые составляют прямоугольник размером Ь х к = 80 х 30 мм, поэтому диаметр дозатора должен составлять й = 80 мм.
Высоту бункера 6 (рис. 3) определим, исходя из потребного количества (объёма) внесения порошкообразного биогумуса на высевную площадь делянки. На основе проведённого расчёта и исходя из массовых характеристик порошка биогумуса 10 г/см3 расчётная высота устройства составит Н = 90 мм.
Дозатор закрепляется резьбовым соединением 1 с накидной гайкой 2, которая приваривается дополнительно к трубе распределителя. Отверстие в трубе распределителя равно диаметру в месте дозирующего окна и составляет 20 мм.
Для распределения семягумусной смеси по пневмосемяпроводам использовался горизонтальный многоканальный распределитель (рис. 4). Рассеиватель семягумусной смеси выполнен в виде установленных в шахматном порядке в раструбе многоканального распределителя цилиндрических пластиковых стержней. Расстановка стержней производилась таким образом, чтобы плоскости их установки были перпендикулярны
А Б
Рис. 4 - Схема (А) и общий вид (Б) горизонтального распределителя семян и порошкообразных удобрений
осевой линии делителя. На качество работы распределителя семягумусной смеси оказывают влияние такие конструктивные факторы, как количество стержней; угол наклона распределительной головки и длина самого раструба рассеивателя распределителя.
Для исследования влияния конструктивно-режимных параметров и существенных факторов на неравномерность деления семягумусной смеси были разработаны и изготовлены модели распределителей [6]. Они устроены так, чтобы делить поток на семь частей, что обусловлено конструктивно-технологической схемой разрабатываемой сеялки.
Исследовались экспериментальные модели с длиной рассеивателей от 100 до 140 мм. Число уровней установки стержней составляло 3, 4 и 5. Пластиковые стержни распределялись по форме равносторонних треугольников с бедром 18 мм. Распределители установили с углом раструба 0, 5, 10, 15 и 20 градусов. Полученные данные дали возможность определить равномерность деления
потока в трубке распределителя и построить графики зависимости равномерности деления потока от параметров рассеивателя.
По данным лабораторных опытов проведена оценка влияния основных элементов рассеива-теля на равномерность деления потока семян на части. Лабораторные исследования (рис. 5, 6) позволили определить степень влияния конструктивно-режимных параметров на качество работы, а именно числа стержней в патрубке, длины и угла наклона рассеивателя. Изучая комплексное влияние параметров распределителя на качество разделения и определения оптимальных значений, был проведён многофакторный эксперимент. Для математического описания влияния конструктивно-режимных параметров при оптимизации выбрана линейная модель уравнения регрессии [7].
Полученный экспериментальный материал (рис. 7) позволил установить степень влияния количества стержней, их размещения в патрубке, длины и угла наклона рассеивателя к оси рас-
V, % 20
16
12
■ч.
3 —-J N
1--т— \
[ \ 1
V. % 20
16
12
2 —1 ■----^
1 ---^
з
100
НО
120
130
L, мм
Рис. 5 - Зависимость равномерности
распределения потока семян на части от длины рассеивателя:
1 - пст = 3 шт.; 2 - пст = 4 шт.; 3 - пст = 5 шт.
3 4 Пси шт.
Рис. 6 - Зависимость равномерности распределения потока семян на части от количества плоскостей установки стержней:
1 - Ь = 100 мм; 2 - Ь = 120 мм; 3 - Ь = 140 мм
пределителя на точность деления потока семян по семяпроводам, а также получить уравнение регрессии комплексного воздействия вышеперечисленных факторов на этот показатель: V = 4,65 - 0,0041 + 0,825пст + 0,01£«ст.
V,
1U
Рис. 7 - Поверхность равного отклика при делении смеси на части
Вывод. Анализируя полученные данные, установлены оптимальные параметры распределителя длиной 130 мм четырёх плоскостей со стержнями (10 стержней). Неравномерность распределения потока семян на части варьировала от 62 до 4,9
%. Отмечено малое влияние угла рассеивателя, поэтому в дальнейших исследованиях для сглаженного протекания процесса деления семягу-мусной смеси угол наклона был принят 20 град.
Литература
1. Крючин Н.П., Котов Д.Н., Артамонова О.А. Теоретическое исследование процесса перемещения замоченных семян рабочими органами торсионно-штифтового высевающего аппарата // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 2 (82). С. 148 - 152.
2. Крючин Н.П., Горбачев А.П. Аэродинамические свойства формирователя потока семян // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 6 (86). С. 163 - 166.
3. Крючин Н.П., Андреев А.Н. Разработка и обоснование параметров горизонтального распределителя семян для пневматического высева // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 3. С. 3 - 8.
4. Баранов И.В., Егоров В.А. Новая конструкция льняной сеялки // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2012. № 2. С. 8 - 9.
5. Крючин Н.П., Андреев А.Н. Высевающий аппарат непрерывного дозирования селекционной сеялки // Сельский механизатор. 2013. № 6. С. 8 - 9.
6. Пат. № 2131656. Российская Федерация. Высевающий аппарат / Крючин Н.П., Андреев А.Н., Ларионов Ю.В., Рязанов А.Б.; заявл. 01.09.97; опубл. 20.06.99, Бюл. № 17. - 3 с.: ил.
7. Крючин Н.П. Посевные машины. Особенности конструкций и тенденции развития: учеб. пособ. Самара, 2009. 177 с.
Александр Николаевич Андреев, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет». Россия, 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная 2, aan300@list.ru
Сергей Владимирович Вдовкин, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет». Россия, 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная 2, wdowkin@mail.ru
Alexander A. Andreev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Samara State Agrarian University. 2, Uchebnaya St., p.g.t. Ust-Kienelsky, Samara region, 446442, Russia, aan300@list.ru
Sergey V. Vdovkin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Samara State Agrarian University. 2,
Uchebnaya St., p.g.t. Ust-Kienelsky, Samara region, 446442, Russia, wdowkin@mail.ru
-♦-
Научная статья УДК 631. 511
Исследование высевающих аппаратов зерновых сеялок на равномерность высева
Алий Халисович Габаев
Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет
Аннотация. Посев различных сельскохозяйственных культур на полях сельскохозяйственных предприятий производится тремя основными типами сеялок - разбросными, рядовыми и гнездовыми. Для посева зерновых культур наиболее широко применяется рядовой посев. Преимущество рядового посева по сравнению с разбросным очевидно: повышение урожая, экономия посевного материала, удобство последующего ухода за посевами и др. Учитывая широкое распространение рядового посева, исследование процесса высева семян катушечными высевающими аппаратами является весьма актуальной задачей. В статье представлены результаты исследований воспроизведения равномерной струи семенного материала высевающими аппаратами с различными типами катушек, проведённых в научно-исследовательской
