CC BY
370
,,„ „„„,„,„,„„,„„. Jj Ставрополья
УДК 631.331
Трухачев Е. Д., Сляднев Д. Н., Малиев В. Х., Спирочкин А. А., Данилов М. В.
Trukhachev E. D., Slyadnev D. N., Maliev V. Kh., Spirochkin A. A., Danilov M. V.
РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНЫХ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ НОВОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОСЕВА НЕСЫПУЧИХ СЕМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
THE RESULTS OF COMPARATIVE BENCH TEST OF NEW PLANTING UNIT FOR SOWING NON-FREE FLOWING SEED MATERIALS
В связи с тем, что семенной материал пустынных и полупустынных кормовых растений невозможно очистить аналогично семенам культурных трав, соответствующими техническими условиями допускается наличие посторонних включений в высеваемом материале до 40.. .60 %, из-за чего сыпучесть таких смесей заметно хуже, чем у чистых семян. Причем установлено, что, во-первых, объёмная масса семенного материала этих растений колеблется в широком диапазоне, во-вторых, большие различия по объёмной массе имеются между семенами и сопутствующими компонентами. Поэтому показатели неустойчивости высева и неравномерности высева между отдельными аппаратами превышают 25 %.
Кроме того, такие материалы отличаются значительным разнообразием основных физико-механических свойств, поэтому невозможно разработать для них универсальное высевающее устройство. Сравнительный анализ физико-механических свойств различных слабосыпучих материалов показал, что наиболее близким к прутняковому семенному материалу являются древесные опилки определенного гранулометрического состава, в связи с чем нами выполнены сравнительные исследования по высеву семян прутняка простертого и древесных опилок специальным высевающим устройством.
После соответствующей обработки полученных опытных данных методами математической статистики и анализа материалов таблиц и графиков установлено следующее. Показатели неустойчивости общего высева и неравномерности высева между отдельными аппаратами для древесных опилок и семян прутняка простертого не имеют значительных различий, поэтому при начальном этапе исследований, направленных на предварительное обоснование параметров и режимов работы новых высевающих устройств, вместо дефицитных семян прутняка простертого и других дикорастущих кормовых растений в качестве альтернативы можно использовать древесные опилки соответствующего гранулометрического состава.
Ключевые слова: несыпучие семена, древесные опилки, прутняк простертый, высевающее устройство, общая неустойчивость высева, неравномерность высева между отдельными аппаратами.
Seed material of desert and semi-desertforage plants-can hardly be cleaned unlike seeds of cultivated forage herbs. Hence, the relevant technical requirementswarrantimpurity content up to 40-60 %. Due to thatfact, flowing property of such seeds is much worse than that of pure seed material.It was found that, first, the bulk density of seed of desert and semi-desert forage plants varies widely; second, there is significant difference between the bulk density of seed and related components. Therefore, the indicators of sowing instability and uneven seed sowing of the certainmachines exceeds 25 %.
In addition, such materials are characterized by vast variety of basic physical and mechanical properties, so it is impossible to develop a universal placement unit for them. Comparative analysis of physical and mechanical properties of various nonfree flowing materials revealed that the closestalternative to Forage Kochia seeds is sawdust of a certain textural type. In this regard, we have made a comparative study on seeding Forage Kochia seeds and sawdust using special placement unit.
The following conclusion was drawn based on treatment of the obtained experimental data by the methods of mathematical statistics and tables and graphs analysis. The indicators of sowing instability and uneven seed sowing of the certainplacement units for sawdust and Forage Kochia seeds have no significant differences. Thus, it is possible to use sawdust of a certain textural type instead of scarceForage Kochia and other wild forage herbseeds at the initial research phase that is aimed at preliminary justification of the parameters and operating modes for new placement units.
Key words: non-free flowing materials, wood dust, Forage Kochia, planting unit, general seeding instability, seeding un-evenness between drill mechanisms.
Трухачев Евгений Дмитриевич -
ассистент кафедры «Процессы и машины в агробизнесе» Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь Тел.: 8-918-871-38-48 E-mail: trukachevinf@stgau.ru
Сляднев Дмитрий Николаевич -
ассистент кафедры «Процессы и машины в агробизнесе» Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь Тел.: 8-918-768-20-56 E-mail: SLIADNEV@yandex.ru
Малиев Владимир Хамбиевич -
доктор технических наук, профессор кафедры «Процессы и машины в агробизнесе» Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь
Trukhachev Evgeniy Dmitrievich -
assistant of the Department of Processes and machines in agribusiness, Stavropol State Agrarian University Stavropol
Tel.: 8-918-871-38-48 E-mail: trukachevinf@stgau.ru
Slyadnev Dmitri Nikolaevich -
assistant of the Department of Processes and machines in agribusiness, Stavropol State Agrarian University Stavropol
Tel.: 8-918-768-20-56 E-mail: SLIADNEV@yandex.ru
Maliev Vladimir Khambievich -
Doctor of Technical Sciences, professor of the
Department of
Processes and machines in agribusiness, Stavropol State Agrarian University
в
естник АПК
Ставрополья
№ 4(20), 2015
Агроинженерия
71
Тел.: 8-918-871-73-62 E-mail: vladimir_maliev@mail.ru
Спирочкин Александр Александрович -
аспирант кафедры «Процессы и машины в агробизнесе»
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8-918-770-60-73
E-mail: Alex.fix_91@mail.ru
Данилов Михаил Владимирович -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Процессы и машины в агробизнесе» Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь Тел.: 8-962-446-74-97 E-mail: danilomaster80@mail.ru
Tel.: 8-918-871-73-62 E-mail: vladimir_maliev@mail.ru
Spirochkin Aleksandr Aleksandrovich -
Ph.D. student of the Departments of Processes and machines in agribusiness, Stavropol State Agrarian University Stavropol
Tel.: 8-918-770-60-73 E-mail: Alex.fix_91@mail.ru
Danilov Michail Vladimirovich -
PhD, lecture of the departments «Process and machines in agrobusiness», Stavropol state agrarian university Stavropol
Tel.: 8-962-446-74-97 E-mail: danilomaster80@mail.ru
Известно, что семена многих ценных кормовых растений полупустынь, пустынь и степей отличаются плохой сыпучестью ввиду того, что они заключены в опушенные оболочки со сложной конфигурацией. Кроме того, в результате обмолота полученный посевной материал содержит мелкие веточки, части листьев и плодоножки самих растений, разделение которых в процессе очистки практически невозможно. Поэтому соответствующими техническими условиями [1] допускается наличие посторонних включений в высеваемом материале до 40...60 %, из-за чего сыпучесть таких смесей заметно хуже, чем у чистых семян.
Исследованиями Т. М. Мусаева [2] установлено, что объемная масса семенного материала полупустынных и пустынных кормовых растений мала по сравнению с объемной массой зерновых культур: она колеблется в пределах от 11,4 г/дм3 (терескен) до 240 г/дм3 (прутняк каменистый).
Такие же различия имеются по объемной массе между семенами и сопутствующими им компонентами, в связи с чем при кажущемся непрерывном протекании процесса высева несыпучих семенных материалов коэффициенты вариации общей неустойчивости высева и неравномерности высева между отдельными аппаратами могут иметь значения, превышающие 25 %, как это показано в работе [3,4].
Поэтому при агротехнической оценке работы высевающих устройств для посева несыпучих семенных материалов предельным показателем неустойчивости общего высева и неравномерности высева между отдельными аппаратами следует считать у=25 %.
В работе [2] также отмечается, что семена кейреука, прутняка каменистого, полыни белой и саксаула черного относятся к группе семян с малой сыпучестью, а семена прутняка песчаного, терескена, черкеза и чогона относятся к группе несыпучих семенных материалов.
Наряду с перечисленными кормовыми растениями в условиях полупустынь и степей широко распространены волоснец ситниковый, различные экотипы житняка и пырея, семена которых нельзя назвать сыпучими.
На основании изложенного можно сделать однозначный вывод о том, что для столь многообразных семенных материалов невозможно разработать универсальное высевающее устройство. Кроме того, нужно отметить, что в России в настоящее время нет организаций, занимающихся производством семян кормовых растений, произрастающих в полупустынях и пустынях, в связи с чем возникают проблемы, связанные с совершенствованием разработанных высевающих аппаратов в процессе лабораторных исследований и испытаний. Поэтому требуется найти альтернативный материал, сходный по основным физико-механическим свойствам с семенами наиболее распространенного кормового растения прутняка простертого.
Сравнительный анализ физико-механических свойств различных слабосыпучих и несыпучих материалов показал, что наиболее близким к прутняковому семенному материалу являются древесные опилки (таблица 1).
Таблица 1 - Сравнительные физико-механические свойства семян прутняка простертого и древесных опилок
Показатели Прутняк простертый Древесные опилки
Влажность, % 8,69 8,24
Насыпная масса, кг/м3 150 176
Коэффициент внутреннего трения 1,8 1,4
Сыпучесть 0,75 0,89
Коэффициент трения о сталь 0,69 0,61
В связи с изложенным нами выполнены сравнительные исследования по высеву семян прутняка простертого и древесных опилок, для чего использовали новое экспериментальное высевающее устройство (рис. 1).
В процессе выполнения экспериментов частота вращения катушек имела следующие значения: 0,133; 0,200; 0,266 с-1. Отбор проб высеваемых материалов прутняка простертого и древесных опилок осуществляли за 30 с работы устройства в шестикратной повторности.
72
ИР Ставрополья
После соответствующей обработки полученных данных методами математической статистики коэффициенты вариации, характеризующие общую неустойчивость высева и
неравномерность высева между отдельными аппаратами представлены в таблицах 2 и 3, графическая интерпретация которых показана на рисунках 2 и 3.
Таблица 2 - Показатели неустойчивости общего высева и неравномерности высева между отдельными аппаратами прутняка простертого новым высевающим устройством.
Частота вращения катушки, с-1 Угол крена бункера, градусы Толщина слоя семян в бункере, м Коэффициенты вариации общей неустойчивости высева катушками, Уон % Показатели неравномерности высева между отдельными аппаратами, Ума %
левая катушка средняя катушка правая катушка
0,133 0 0,14 10,53 10,27 11,21 6,16
0,28 52,97 50,38 52,58 48,83
4 0,14 3,72 2,40 2,64 2,18
0,28 43,29 43,42 22,26 5,10
8 0,14 17,07 15,79 9,97 2,00
0,28 40,25 22,25 39,80 10,66
^ср, % 0,14 17,14 15,00 14,16 2,68
0,28 13,57 62,01 33,00 7,16
0,200 0 0,14 13,85 15,65 10,36 1,18
0,28 35,51 35,08 34,24 0,81
4 0,14 6,18 7,43 5,60 2,53
0,28 17,30 16,45 12,25 5,71
8 0,14 19,75 18,30 14,56 2,04
0,28 19,51 23,62 23,97 3,02
^ср, % 0,14 15,68 15,56 18,15 0,88
0,28 18,96 15,86 15,84 2,94
0,266 0 0,14 6,05 7,25 7,82 1,32
0,28 29,52 19,85 24,93 2,09
4 0,14 6,68 4,01 4,00 0,60
0,28 13,26 12,97 15,99 3,04
8 0,14 16,38 14,18 13,86 0,78
0,28 17,64 24,12 25,92 4,31
^ср, % 0,14 9,66 10,23 10,59 0,23
0,28 9,72 14,43 12,58 2,22
в
естник АПК
Агроинженерия . № 4(20), 2015 ■ ■
73
Таблица 3 - Показатели неустойчивости общего высева и неравномерности высева между отдельными аппаратами древесных опилок новым высевающим устройством.
Угол крена бункера, градусы Толщина слоя семян в бункере, м Коэффициенты вариации общей неустойчивости высева катушками, уон % Показатели неравномерности высева между отдельными аппаратами, ума %
левая катушка средняя катуш ка правая катушка
0,133 0 0,14 11,78 48,73 18,01 16,77
0,28 33,54 10,97 21,08 16,78
4 0,14 17,94 20,02 34,88 16,31
0,28 25,01 13,30 21,62 8,71
8 0,14 24,07 22,81 26,53 3,63
0,28 15,98 34,21 17,69 8,63
Vср, % 0,14 5,84 19,84 20,45 7,04
0,28 12,24 17,18 13,98 9,40
0,200 0 0,14 29,17 43,10 19,96 23,88
0,28 13,42 13,06 12,06 2,99
4 0,14 9,24 54,67 31,83 1,79
0,28 9,05 24,30 21,80 3,65
8 0,14 20,32 18,92 33,34 11,88
0,28 10,07 19,77 6,43 8,54
Vср, % 0,14 18,15 10,64 11,18 12,22
0,28 4,87 5,17 3,74 4,67
0,266 0 0,14 11,18 48,95 18,50 5,59
0,28 3,47 12,40 6,18 3,44
4 0,14 19,90 18,50 13,91 1,45
0,28 8,44 26,87 35,58 8,48
8 0,14 10,35 15,07 14,14 6,00
0,28 9,71 12,24 14,73 3,46
Vср, % 0,14 8,08 12,11 8,35 2,96
0,28 3,77 9,22 10,47 4,49
Рисунок 2 - Графическая интерпретация коэффициентов вариации высева семян прутняка
простертого
74
,,„ „„„,„,„,„„,„„. Ставрополья
Рисунок 3 - Графическая интерпретация коэффициентов вариации высева древесных опилок
Анализ материалов экспериментальных исследований по высеву древесных опилок и семян прутняка простертого новым высевающим устройством свидетельствует о том, что показатели неустойчивости общего высева и неравномерности высева между отдельными аппаратами для древесных опилок и семян прутняка простертого не имеют существенных различий.
Для древесных опилок из 54 значений коэффициентов вариации за пределами агротехнических требований (более 25 %) оказалось 11 случаев. Причем эти данные получены для варианта с толщиной семян в бункере, равной 0,28 м.
В опытах по высеву прутняка простертого число коэффициентов вариации, превосходящих 25 %, составило 14 и они также относятся к серии опытов с толщиной семян в бункере, равной 0,28 м.
Результаты расчетов по определению общей неустойчивости высева древесных опилок (уср, %) показал, что они не выходят за пределы агротехнических требований независимо от частоты вращения катушек и угла крена бункера.
Данные таких же расчетов по прутняку свидетельствуют о большей вариативности в двух случаях при И=0,28 м.
Относительно итогов определения показателей неравномерности высева между отдельными аппаратами нужно отметить следующее: за исключением двух случаев остальные коэффициенты вариации не превышают 10 % как по опилкам, так и семенам прутняка простертого.
На основании рассмотренных результатов экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Большие различия в физико-механических свойствах семян кормовых растений, отличающихся плохой сыпучестью, не позволяют разработать универсальное высевающее устройство, обеспечивающее качественный посев несыпучих семенных материалов.
2. В процессе предварительного обоснования параметров и режимов работы новых высевающих устройств в случае отсутствия несыпучих семян в качестве альтернативы можно использовать древесные опилки соответствующего гранулометрического состава.
Вестник АПК
Ставрополья
№ 4(20), 2015
Агроинженерия
Литература:
1. Технология и оборудование семяочи-стительных машин для очистки опушенных семян пустынных кормовых растений : рек. / А. Т. Солдатов, А. Г. Батыршин, П. Д. Давыдкин, И. Н. Сон, А. Д. Нежев-лева, М. Т. Исхаков. Алма-Ата. : Кайнар, 1977. 23 с.
2. Мусаев Т. М. Исследование и обоснование параметров высевающего аппарата для высева семян пустынных и полупустынных кормовых растений : дис ... канд. техн. наук. Ташкент, 1967. 189 с.
3. Трухачев Е. Д., Малиев В. Х. Особенности движения несыпучего семенного материала в бункере сеялки при использовании спиралей в качестве транспортирующих средств и их производительности // Известия Горского ГАУ. Владикавказ. 2012. Т. 49, ч. 4. С. 221-227.
4. Малиев В. Х. Разработка способов и технических средств для создания прототипов полупустынных пастбищ : дис ... докт. техн. наук. Зерноград, 1996. 302 с.
75
References:
1. Technology and equipment for seed-cleaning machines for cleaning the hairy seeds of desert forage plants: Guideline / A. T. Soldatov, A. G. Batyrshin, P. D. Davydkin, I. N. Son, A. D. Nezhevleva, M. T. Iskhakov. Alma-Ata. : Kaynar, 1977. 23 p.
2. Musaev, T. M. Research and parameters justification for sowing machine for arid and semiarid forage plant seeding : Ph.D. thesis in Technical Sciences. Tashkent, 1967. 189 p.
3. Trukhachev E. D., Maliev V. Kh. Features of non-free flowing seed material movement in drill hopper when using drills spirals as transporting vehicles and their efficiency // Proceedings of Gorsky SAU. - Vladikavkaz. 2012. V. 49. part 4. P. 221-227.
4. Maliev, V. Kh. Development of methods and technical tools for creating prototypes for semi-desert pasture land : Doctor thesis in technical sciences. - Zernograd, 1996. -302 p.
