Результаты экспериментальных исследований при посеве сахарной свеклы на различных скоростях Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ПРИ ПОСЕВЕ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ НА РАЗЛИЧНЫХ СКОРОСТЯХ

В.В. Ермаков

Аннотация. В работе приведены результаты экспериментальных исследований при посеве сахарной свеклы на различных скоростях.

Ключевые слова: посевной агрегат, исследования, равномерность, интервал, параметры, расчет, сахарная свекла, сеялка, скорость, ширина захвата.

Результаты теоретических и лабораторных исследований параметров и режимов работы агрегата для посева сахарной свеклы проверяли в производственных условиях в 2011...2013 гг. на полях следующих хозяйств Курской области: ЗАО «Курсксемнаука» Курского района, ООО «Псельское», ОАО «Беловское», ОАО «Гарант» Беловского района.

Переоборудованную сеялку ССТ-12В агрегатирова-ли с трактором МТЗ-82.1. Посев проводили с шириной междурядий 45 см. Скорость движения опытного агрегата составляла 4,86...9,45 км/ч см. Для контроля на опытном участке сеяли сахарную свеклу пневматической сеялкой СТП-12 «Ритм-1МТ» с шириной междурядий 0,45м.

Опытный и серийный посевные агрегаты работали на скоростях 3,9; 6,65; 8,3; 8,87; 11,7 км/ч.

Технологический процесс работы опытного агрегата не отличался от работы серийного. Семена подвозили на поле на автомобиле ГАЗ-3307 и оставляли на краю поля. Затем семенами заправляли сеялки.

Среднее время одной заправки сеялки ССТ-12В составляло 4 мин, также как и серийной СТП-12 «Ритм-1МТ». В остальном работа опытного и серийного агрегатов была одинаковой.

Уход за посевами был одинаковым. В результате измерений интервалов между растениями установили, что средневзвешенные интервалы между ними перед уборкой при посеве на пяти передачах, согласно рисунку 1, равны:

- на второй - Х2 =0,128 м, коэффициент вариации V

= 25,6 %;

- на третьей - Х3 = 0,135 м, коэффициент вариации

V = 20,5 %;

- на четвертой - Х4 = 0,142 м, коэффициент вариации V = 19,3 %;

- на пятой - Х5 = 0,153 м, коэффициент вариации V

= 26 %;

- на шестой - Х6 = 0,165 м, коэффициент вариации

V = 28,3 %.

Анализ этих данных показывает на увеличение расстояний между растениями с повышением рабочих скоростей. Это объясняется ухудшением заполнения ячеек семенами из-за вибраций сеялки. Коэффициенты вариации находятся в пределах 19,3 - 28,3%.

Сокращение числа растений в рядках на всех передачах перед уборкой объясняется повреждением их при уходе за посевами (таблица 1).

Анализ опытных данных таблице 1 показывает на противоречие в оценке интервалов между растениями

Таблица 1 - Агротехнические показатели работы модернизированной сеялки ССТ-12В с трактором МТЗ-

Рабочие скорости посевного агрегата, км/ч Средневзвешенные интервалы между растениями перед уборкой Х , м Среднеквад-ратические отклонения интервалов а, м. Дисперсия, Д в м2 Коэффициенты вариации v, в %

3,9 0,128 0,033 0,00109 25,6

6,65 0,135 0,028 0,00078 20,5

8,3 0,193 0,027 0,00073 19,3

8,87 0,153 0,040 0,00160 26

11,7 0,165 0,047 0,00221 28,3

Любое значение искомого параметра, вычисленное на основе ограниченного числа опытов, всегда содержит элемент случайности. При очень большом числе опытов среднее арифметическое будет с большой вероятностью весьма близко к математическому ожиданию. Если же число опытов невелико, то замена математического ожидания средним арифметическим приводит к ошибке. Любая из таких оценок случайна: при пользовании ею неизбежна ошибка. Поэтому необходимо выбрать такую оценку, чтобы ошибка по возможности была минимальной.

0,05 0,1 0,15 0,2

Рисунок 1 - Распределение интервалов между растениями перед уборкой сахарной свеклы при посеве ее на различных скоростях

Число измерений интервалов между растениями представим как стационарную случайную функцию x(t). обладающую эргодическим свойством. Допустим, что у нас имеется одна реализация интервалов между растениями сахарной свеклы, но зато на достаточно большом участке времени Т. В частности, при достаточно большом Т математическое ожидание тх, приближенно вычисляется по формуле:

m (t)«1 j x(t)dt.

(i)

перед уборкой Х, а и Д.

Корреляционная функция кх(т) при любой величине интервала т представляет собой математическое

ожидание случайной функции

x «■ x(t + T)

т.е.:

0

O

O

к, (т) =М

'о О

х (0 • х с + Т

(2)

к,(тЬ — | х(г)• X(г+ *>&

по

частотам

Т-т ^

о

В свою очередь , (г) = ,(г) - шх (г).

Распределение дисперсий Дх характеризуется спектром стационарной случайной функции.

Нормированная корреляционная функция рм (т) определяется по формуле:

А (т)

Рм (т) = :

Дх

Пользуясь приближенным выражением корреляционной функции, получили нормированную спектральную плотность случайного процесса в виде:

а

^ (®)=

^(а2 + а2)

№ Х(г) № Х(1) № Х(1) № Х(г)

1 12 26 15 51 16 76 14

2 9 27 15 52 13 77 15

3 12 28 14 53 17 78 13

4 12 29 16 54 14 79 16

5 12 30 15 55 15 80 13

6 13 31 13 56 18 81 17

7 14 32 12 57 19 82 10

8 15 33 17 58 17 83 19

9 14 34 12 59 12 84 14

10 15 35 15 60 14 85 18

11 15 36 14 61 11 86 15

12 14 37 19 62 21 87 12

13 14 38 16 63 14 88 16

14 19 39 12 64 17 89 10

15 12 40 15 65 18 90 16

16 13 41 13 66 13 91 13

17 21 42 15 67 14 92 11

18 12 43 14 68 19 93 17

19 14 44 13 69 12 94 9

20 13 45 17 70 15 95 13

21 16 46 17 71 17 96 13

22 16 47 20 72 17 97 19

23 17 48 11 73 12 98 17

24 10 49 16 74 15 99 15

25 12 50 14 75 16 100 17

Таблица 3 - Вычисление параметров нормированной корреляционной функции при посеве сахарной

где хх (¡) — нормированная случайная функция.

Корреляционная функция в работе приближенно вычисляется как среднее по времени:

1 Т-тО... О..........(3)

т-интервал Рм (т) РТ (т) = е~ат

0 1 1

1 0,0206 0,4115

2 -0,0534 0,1694

3 0,0697 0,0697

4 -0,1103 0,0287

5 -0,0591 0,0118

6 -0,0488 0,0049

7 -0,0096 0,0020

8 0,0069 0,0008

9 0,1332 0,0003

(4)

(5)

где ю —частота;

а - постоянный коэффициент, взятый в нормированной корреляционной функции.

В результате измерений интервалов между растениями, получили значения, представленные в таблица 2.

Нормированные корреляционные функции по интервалам между растениями при посеве сахарной свеклы модернизированной сеялкой ССТ-12В с трактором МТЗ-82.1 на различных скоростях определены по формуле (2) и приведены на рисунке 2.

Таблица 2 - Стационарная случайная функция интервалов между растениями перед уборкой при посеве сахарной свеклы модернизированной сеялкой ССТ-12В

0.8 0.6 ОА 0.2 О -0.2 -ОА

тЮт/1 ЧШкн/ч

/ /

/ /

-..... ч

- "71

' * / ШПт)ч 1 4 Ь Ь / 0 У

при ¥2=3,9 КМ/ч: ^(^) =

пРи ¥4=8,3 км/ч: ^(а) =

^(1,155332 -а2)''

0,66007

^(0,660072 -а2)'

при ¥¡=8,81 км/ч: ^ (а) = при ¥,5=11,1 км/ч: ^ (а) =

0,85282

7Т(0,852822 -а2)'

1,43892 ^(1,438922 -а2)'

(8) (9) (10) (11)

Рисунок 2 - Нормированные корреляционные

функции Рм (т) по интервалам между растениями при посеве фасоли модернизированной сеялкой ССТ-12В с трактором МТЗ-82.1 на различных скоростях

численное

Допустим рВЫч (т) = е ат. Определим значение коэффициента а при интервале т=1.

гр „выч(\ -0,8878*71

Тогда Рм (т) = е ' (6)

Пользуясь приближенным выражением нормированной корреляционной функции (6), получим спектральную плотность случайного процесса при посеве со скоростью 6,65 км/ч в виде:

, ч 0,88787 Л3 (а) =---—,

^(0,887872 -а2)

(7)

Для остальных скоростей опытного посевного агрегата уравнения спектральных плотностей определены аналогично и уравнения имеют вид:

1,15533

Спектральные плотности интервалов между растениями при посеве сахарной свеклы модернизированной сеялкой ССТ-12В с трактором МТЗ-82.1 на различных скоростях, построенные на основании формул (1)... (11), приведены на рисунке 4.

Анализ корреляционных функций на рисунках 2 и 3 и спектральных плоскостей на рисунке 4 показывает, что с увеличением скорости движения посевного агрегата уменьшается время корреляции. Максимальное значение спектральной плотности соответствует более высоким частотам, проводит растягивание интервалов между растениями сахарной свеклы. Это подтверждает сокращение продолжительности внешних воздействий, повышается динамичность процесса.

Рисунок 3 - Нормированная корреляционная функция интервалов между растениями при посеве сахарной свеклы опытным агрегатом со скоростью 6,65 км/ч

Наиболее устойчиво происходит посев сахарной свеклы на скорости 8,3 км/ч. С увеличением скорости посевного агрерата до 11,7 км/ч ухудшается качество сева. Поэтому посев сахарной свеклы рекомендуется производить на скорости 8,3.. .8,7 км/ч.

Рисунок 4 - Спектральные плотности интервалов между растениями при посеве сахарной свеклы модернизированной сеялкой ССТ-12В с трактором МТЗ-82.1 на различных скоростях

Информация об авторе Ермаков Владимир Владимирович, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», vova_ermakov@mail.ru