CC BY
3УДК 631.3
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАЗМЕРОВ ЭЛЕВАТОРА ПО НАБЛЮДЕНИЯМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЗМА КАРТОФЕЛУБОРОЧНОЙ
МАШИНЫ
Набижон Гуломович Байбобоев НамИСИ, профессор, ngbayboboev@gmail.com+998975945770
Аъзам Латифхонович Муминов НамИСИ, старший преподаватель, azamsher1983@gmail.com ,+998939417020
Аннотация. Современные картофелеуборочные машины обеспечивают требуемые показатели эффективности работы в благоприятных условиях эксплуатации. В неблагоприятных условиях полнота сепарации клубней от примесей снижается, а потери и повреждения клубней картофеля растут. Данная ситуация связана с несовершенством сепарирующих рабочих органов картофелекопателя. Вследствие этого производительность картофелекопателей в целом определяется пропускной способностью их сепарирующих рабочих органов. В данной статье приведены результаты статистического анализа параметров вибрирующей рабочей части элеватора в конструкции малогабаритного картофелекопателя, агрегатированной с мотоблоком для выкапывания урожая картофеля. В результате непрерывного измерения массы, объема и веса почвы, поступающий в сепарирующий рабочий орган обоснованы длину сепарирующей части элеватора картофелекопателя.
Аннотация. Замонавий картошка териш машиналари кулай иш шароитида керакли ишлаш курсаткичларини таъминлайди. Мураккаб шартлар остида, илдизларни тупрокли аралашмалардан тула ажратиш курсатгичи пасаяди ва картошка илдизларининг йукотилиши ва шикастланиши ортади. Бу х,олат картошка кавлагичининг ажратувчи ишчи органларининг номукаммаллиги билан боглик. Натижада, умуман картошка казиш машиналарининг ишлаши уларнинг ажратувчи ишчи органларининг утказувчанлиги билан белгиланади. Ушбу маколада картошка х,осилини казиш учун оркада юрадиган трактор билан бирлаштирилган кичик улчамли картошка кавлаш машинасини лойихдлашда элеваторнинг тебраниш ишчи кисмининг параметрларини статистик тах,лили натижалари келтирилган. Ажратувчи ишчи органга кирадиган тупрокнинг массаси, хджми ва огирлигини доимий равишда улчаш натижасида картошка кавлагич элеваторнинг ажратувчи кисмининг узунлиги тадкик этилади.
Annotation. Modern potato potato diggers provide the required performance indicators in favorable operating conditions. Under unfavorable conditions, the completeness of the separation of tubers from impurities decreases, and the losses and damage to potato tubers increase. This situation is associated with the imperfection of the separating working bodies of the potato digger. As a result, the performance of potato diggers as a whole is determined by the throughput of their separating working parts. This article presents the results of a statistical analysis of the parameters of the vibrating working part of the elevator in the design of a small-sized potato digger, aggregated with a walk-behind tractor for digging out a potato crop. As a result of continuous measurement of the mass, volume and weight of the soil entering the separating working body, the length of the separating part of the potato digger elevator is justified.
Ключевые слова: картофелекопатель, конструкция, сито, элеватор, коэффицент корреляции, коэффицент детерминации, линейная регрессия, оценка параметров.
Калит сузлар: картошка ковлагич, техник лойихдлаш, элагич, элеватор, корреляция коеффиценти, детерминация коэффиценти, чизик;ли регрессия, параметрларни бах,олаш.
Keywords: potato digger, construction, sieve, elevator, coefficient of correlation, coefficient of determination, linear regression, estimating parameters.
Введение
Культура картофеля является одной из наиболее востребованных в аграрном секторе, и широко возделывается как в Узбекистане, так и в большинстве других стран мира. В Узбекистане под посадками картофеля находится более 1,3 млн. гектар, при этом общий объём производства данной культуры достигает в среднем более 3110 тыс. тонн. Существенная доля урожая картофеля производится с применением машинных или механизированных технологий, в том числе в тяжелых почвах пониженной влажности, что приводит к снижению производительности и качественных показателей работы применяемых уборочных машин (комбайнов и копателей), к повышению потерь, повреждений клубней картофеля и к увеличению себестоимости производства.
Основными факторами повышения производительности и качественных показателей работы картофелеуборочных машин и урожайности картофеля являются правильный выбор сортов, качественная подготовка почвы и своевременная посадка. В связи с этим в мире проводятся научные исследовательские работы по созданию новых технологий и технических средств для обработки почвы перед посадкой клубней картофеля. Вопросы по изучению разработок почвообрабатывающих машин и параметров рабочих органов были рассмотрены в работах A.J.Haverkort, P.C.Struik, Г.Д. Петрова, А.А. Сорокина, З.В.Ловкиса, Т.Остонокулова, А.И.Расулова, А.М.Аббосова и других.
В этих исследованиях изучены конструкции, энергетические и агротехнические показатели технических средств подготовки почвы перед посадкой картофеля.
Однако в перечисленных исследованиях недостаточно изучены вопросы влияния поступившей массы и длину элеватора на процесс сепарации почвы.
Поэтому в данной работе будем исследовать результаты непрерывного измерения массы, объема и веса почвы, поступающий в сепарирующий рабочий орган и обоснования длины сепарирующей части элеватора картофелекопателя.
Материалы исследований Известно,что сепарация почвы рассматривается как комплексный непрерывный процесс, состоящий из двух последовательно выполняемых технологических операций:
-первая технологическая операция - сепарация почвы в процессе извлечения клубнеплодов из почвы подкапывающими рабочими органами;
-вторая технологисеская операция - на поверхности сепарирующих рабочих органов с различными интенсификаторами.
С учетом вышеизложенного, структурная схема процесса сепарации почвы может быть представлена в виде следующйе модели, показанной на рисунке 1. Выходные факторы для картофелеуборочной машины в обшем случае относятся к неуправляемым. Однако высокий уровень технологии подготовки почвы и возделивания может оказать на них положительное влияние.
Неплохие результаты дают такие технологические приёмы как:
-предпосевная обработка почвы с извлечением и укладкой в борозду камней и
твёрдых почвенных комков;
-своевременная междурядная обработка с рыхлением почвы; -снижения уплотнения почвы машино-тракторными агрегатами; -предуборочный полив, обеспечивающий оптимальную влажность почвы и другие. Тем не менее, главной задачей учёных является оптимизация параметров сепарирующих рабочих органов с целью доведеня показателей степени сепарации почвы до предусмотренных исходными требованиями значений.
Ч
V
V
во
в
т ->
Рис.1 Модель сепарации почвы
А- Накопитель которое загруженное почва имеющей некоторое свойство по количеству в и передающий почва с начальной массы в ;
В- Сепаратор и рабочий корпус, выдающий скорость ч на сепарирующий рабочий орган картофелекопателя.
Будем исследовать результаты непрерывного измерения массы, объема и веса почвы, поступающие в сепарирующий рабочий орган картофелекопателя.
Допустим, что
Ь = / (в, Ч, т)
представляет функцию, которая производит длина элеватора, просеивающий почву[1,2]. в - масса всего количества почвы, изначально загруженная в машину. Ч - скорость крошения почвы в любой момент времени (относительное просеивания), в зависимости от размера комка в элеваторе. т - весь оставшийся почвы после сепарации [3,4,5].
Результаты и обсуждения исследований
Результаты экспериментов измерения массы, объема и веса почвы , поступающий в сепарирующий рабочий орган картофелекопателя по длине элеватора представлены в табл.1
Таблица 1.
N 0, кг д ,кг\м2 т, кг Ь, м
1. 100 30 5 1,6
2. 100 30 7,5 0,8
3. 100 50 5 1
4. 100 50 7,5 0,5
5. 100 100 5 0,5
6. 100 100 7,5 0,25
7. 150 30 5 3,3
8. 150 30 7,5 2,5
9. 150 30 10 1,6
10. 150 50 5 2
11. 150 50 7,5 1,5
12. 150 50 10 1
13. 150 100 5 1
14. 150 100 7,5 0,75
15. 150 100 10 0,5
16. 200 30 5 5
17. 200 30 7,5 4,1
18. 200 30 10 3,3
19. 200 50 5 3,3
20. 200 50 7,5 3,2
21. 200 50 10 2,5
22. 200 100 5 2
23. 200 100 7,5 1,25
24. 200 100 10 1
25. 250 30 5 6,6
26. 250 30 7,5 5,8
27. 250 30 10 5
28. 250 50 5 4
29. 250 50 7,5 3,5
30. 250 50 10 3
31. 250 100 5 2
32. 250 100 7,5 1,7
33. 250 100 10 1,5
На основании полученных измерений (табл.1)составим уравнение линейной регрессии для длин элеватора[6]. Для оценки параметров уравнения множественной регрессии применяют метод наименьших квадратов. В результате мы получаем линейное уравнение регрессии в естественном виде:
Ь = а0 + + ад + а3т
Величины а0 называются стандартизированными коэффициентами регрессии.
Они показывают сколько средних квадратических отклонений изменится в среднем результат, если соответствующий фактор изменится на одну сигму при неизменном среднем уровне других факторов.
Используя метод наименьших квадратов, мы определяем значение неизвестного коэффицентов регрессии следующим образом. По обработке методом математического планирования и получим значение коэффицентов регресси (табл.2).
Таблица 2.
«а а1 О-г аз
2,04 0,32 -0,027 -0,53
Тогда уравнение линейной регрессии представляющие функцию длины элеватора, просеивающий почву выглядит следующим образом:
Ь = 2,04 + 0,32в-0,027ч-0,53т (1)
Решение уравнения регрессии по программе "БТАИБИКА-Уб" получили следущее среднее значение параметров.
В уравнение регресии коэффициент корреляция равна Я = 0,8, что означает, что функциональное зависимость функции, определяющей длину элеватора, сильно зависит от остальных параметров.
При наименьшей абсолютной ошибке Ь — Ь, равной -0,01 средней сепарации среднее значение других параметров получилось следующим образом (табл.3), где Ь -является результатом решения уравнения регрессии.
Таблица 3.
0 Я т Ь Ь Ь — Ь
150 50 7,5 1,5 1,51 -0,01
Это означает, что эффективная средняя длина элеватора равнаЬ = 1,5 м. Теперь по полученным средним значениям параметров, полученных статистическим анализом изучим оценки неизвестных параметров.
Приведены оценки коэффициентов регрессии, определяемые по п — 2 степени свободы с использованием критерий Стьюдента [7,8]. Коэффициенты регрессии сравниваются со стандартным отклонением для значимости, чтобы определить табличные значения. ^ сравнивают со значением, рассчитанным на основе данных I -
критерия Стьюдента. ^ использована таблица для уровня значимости а = 1 — р = 1 — 0,95 = 0,05 для п — т — 1 степень свободы. Где т количество факторов и выберем т = 3. Для регрессии коэффициентов были получены следующие результаты, определенные по приведенной выше (табл.2.) со статистическими данными.
Учитывая выше приведенных, ? =60, ? =2,8, ? =2,7 в таблице-критерия
Стьюдента ^ = 2,04 и это означает, что коэффициенты регрессии
а, а и а значими. Но ? = 1,4 значение меньше соответствующего значения степени
свободы в таблице t — критерия Стьюдента, получается что этот коэффициент незначим.
Теперь, используя Г — критерии Фишера для оценка уравнения регрессии. Далее вычисляем коэффициент детерминации, которые является ещё одним показателем качества подгонки. 0 < Я2 < 1, чем ближе Я2 к 1, тем лучше регрессионное уравнение (т.е. качество подгонки). По этому критерию, на основе данных вычисляем фактическое значения и, учитывая = т, к2 = п — т — 1 степень свободы определяется
ГаЫе = Га^ к2 значением из таблицы Г — критерии Фишера и сравниваются оба. По данными (табл.1.) коэффициент детерминации равно Я2 = 0,87 и фактическое значения ^^ = 46,7 это значение больше чем табличное значения . Это означает, что уравнение регрессии значим.
Выводы
Таким образом L = f (Q, q, m) функция представляет длины элеватора, просеивающий почву в виде уравнения (1) и решение этого уравнения определяет оптимальную длину элеватора. В нашем случае это эффективная средняя длина элеватора равна L = 1,5 м.
ЛИТЕРАТУРА
1. Байбобоев, А. Н., Кодиров, С. Т., Акбаров, Ш. Б., Гоипов, У. Г. Хамзаев, А.А. Расчёт технологического процесса сепарации почвы с рыхлительным барабаном //Комплексный подход к научно-техническому обеспечению сельского хозяйства. - 2019. - С. 60-64.
2. N. G. Bayboboev, U. G. Goyipov, A. X. Hamzayev, S. B. Akbarov, и A. A. Tursunov, «Substantiation and calculation of gaps of the separating working bodies of machines for cleaning the tubers», в IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, т. 659, вып. 1, с. 12022.
3. Bayboboev, N. G., Muxamedov, J. M., Goyipov, U. G., Akbarov, S. B. Design of small potato diggers //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2022. - Т. 1010. - №. 1. - С. 012080.
4. N. G. Bayboboev, U. G. Goyipov, X. X. Nishonov, и others, «Justification of the cinematic parameters of the oscillating lattice of potato harvesters», Am. J. Eng. Technol., т. 2, вып. 08, сс. 7-18, 2020.
5. Гойипов У. Г., Байбобоев У. Н., Алихонов А. А., Мамадалиев А. М. Обоснование режима работы упругофрикционного сепаратора картофелекопателя кст-1, 4 //Механика ва технология илмийжурнали. - 2021. - №. 1. - С. 89.
6. Bayboboev, N. G., Goyipov, U. G., Tursunov, A. A., Akbarov, S.B. Calculation of the chain drum with elastic fingers of potato harvesting machines //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2021. - Т. 845. - №. 1. - С. 012133.
7. В.Е.Гмурман Теория вероятностей и математическая статистика.//Москва "Высшаяшкола "-2003, 254-267 стр.
8. Э.И.Дяминова, А.С. Филиппова. Лабораторный практикум«Статистический анализ данных с помощью программных средств». // Москва "Высшая школа " -2003, 523стр.
