Научная статья на тему 'УСТРОЙСТВО ЛУНКООБРАЗОВАНИЯ В КОМПЛЕКСЕ ОБОРУДОВАНИЯ ТОЧНОГО ВЫСЕВА СЕМЯН ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ С ЗКС'

УСТРОЙСТВО ЛУНКООБРАЗОВАНИЯ В КОМПЛЕКСЕ ОБОРУДОВАНИЯ ТОЧНОГО ВЫСЕВА СЕМЯН ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ С ЗКС Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
закрытая корневая система / лесоразведение / оборудование для образования лунок в субстрате / closed root system / afforestation / equipment for the formation of holes in the substrate

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Е. В. Авдеева, Н. Л. Ровных, Д. Е. Шпагин, А. А. Карнаухов

Одной из проблем развития лесовосстановительного комплекса в Российской Федерации является значительное использование импортного технологического оборудования. Для уменьшения отставания в этой сфере от уровня развития ведущих стран мира принят Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 4 декабря 2020 г. № 1014 «Об утверждении Правил лесовосстановления, состава проекта лесовосстановления, порядка разработки проекта лесовосстановления и внесения в него изменений», в котором уделено особое внимание ускорению обновления технической базы. Разработка комплекса оборудования по точному высеву семян в состав которого входит устройство по формированию лунок в кассетах с субстратом, имеющего адекватную стоимость и не требующего сложного технического обслуживания, является актуальной темой данной опытно-конструкторской и научно-исследовательской работы. В статье представлен обзор производственного процесса выращивания сеянцев с закрытой корневой системой (ЗКС) в Упралении зеленого строительства г. Красноярска, конструкций аналогов и опытно-конструкторские разработки устройства лункообразователя. Анализ конструкций аналогичных устройств выявил их преимущества и недостатки, которые были учтены при разработке нового оборудования – лункообразователя, при определении конструкции и параметров устройства, позволяющие оптимизировать технологический процесс посева семян в кассеты. Принятые конструктивные решения позволяют достичь производительности работы устройства 20 кассет/мин, а всего комплекса – до 1200 кассет в час (100 тыс. семян в час), что превышает зарубежные и отечественные аналоги.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Е. В. Авдеева, Н. Л. Ровных, Д. Е. Шпагин, А. А. Карнаухов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

HOLE FORMATION DEVICE IN COMPLEX OF EQUIPMENT FOR PRECISE SEEDING FOR GROWING SEEDLINGS WITH ZKS

The significant use of imported technological equipment is one of the problems in the development of the reforestation complex in the Russian Federation. To reduce the backlog in this area from the level of development of the leading countries of the world, the Order of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation dated December 4, 2020 No. 1014 "On approval of the Rules for reforestation, the composition of the reforestation project, the procedure for developing a reforestation project and making changes to it" was adopted. Special attention in it is paid to accelerating the renewal of the technical base. The development of a complex of equipment for precise seeding of seeds, which includes a device for the formation of holes in cassettes with a substrate, which has an adequate cost and does not require complex maintenance, is an urgent topic of this development and research work. The article presents an overview of the production process of growing seedlings with a closed root system (ZKS) in the Green Building Department of Krasnoyarsk, designs of analogues and experimental developments of a hole-forming device. An analysis of the designs of similar devices made it possible to identify the advantages and disadvantages and take into account the development of new equipment for the hole former, determine the design and parameters of the device to optimize the technological process of sowing seeds in cassettes, achieve a device productivity of 20 cassettes / min. That allows to achieve the productivity of the entire complex up to 1200 cassettes per hour (100 thousand seeds per hour), which exceeds foreign and domestic analogues.

Текст научной работы на тему «УСТРОЙСТВО ЛУНКООБРАЗОВАНИЯ В КОМПЛЕКСЕ ОБОРУДОВАНИЯ ТОЧНОГО ВЫСЕВА СЕМЯН ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ С ЗКС»

УДК 630.370 DOI: 10.53374/1993-0135-2023-4-346-354

Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. XLI, № 4. С. 346-354

УСТРОЙСТВО ЛУНКООБРАЗОВАНИЯ В КОМПЛЕКСЕ ОБОРУДОВАНИЯ ТОЧНОГО ВЫСЕВА СЕМЯН ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ С ЗКС*

Е. В. Авдеева, Н. Л. Ровных, Д. Е. Шпагин, А. А. Карнаухов

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

Одной из проблем развития лесовосстановительного комплекса в Российской Федерации является значительное использование импортного технологического оборудования. Для уменьшения отставания в этой сфере от уровня развития ведущих стран мира принят Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 4 декабря 2020 г. № 1014 «Об утверждении Правил лесовосстановления, состава проекта лесовосстановле-ния, порядка разработки проекта лесовосстановления и внесения в него изменений», в котором уделено особое внимание ускорению обновления технической базы. Разработка комплекса оборудования по точному высеву семян в состав которого входит устройство по формированию лунок в кассетах с субстратом, имеющего адекватную стоимость и не требующего сложного технического обслуживания, является актуальной темой данной опытно-конструкторской и научно-исследовательской работы. В статье представлен обзор производственного процесса выращивания сеянцев с закрытой корневой системой (ЗКС) в Упралении зеленого строительства г. Красноярска, конструкций аналогов и опытно-конструкторские разработки устройства лункообразователя. Анализ конструкций аналогичных устройств выявил их преимущества и недостатки, которые были учтены при разработке нового оборудования - лункообразователя, при определении конструкции и параметров устройства, позволяющие оптимизировать технологический процесс посева семян в кассеты. Принятые конструктивные решения позволяют достичь производительности работы устройства 20 кассет/мин, а всего комплекса -до 1200 кассет в час (100 тыс. семян в час), что превышает зарубежные и отечественные аналоги.

Ключевые слова: закрытая корневая система, лесоразведение, оборудование для образования лунок в субстрате.

Conifers of the boreal area. 2023, Vol. XLI, No. 4, P. 346-354

HOLE FORMATION DEVICE IN COMPLEX OF EQUIPMENT FOR PRECISE SEEDING FOR GROWING SEEDLINGS WITH ZKS

E. V. Avdeeva, N. L. Rovnykh, D. E. Shpagin, A. A. Karnaukhov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

The significant use of imported technological equipment is one of the problems in the development of the reforestation complex in the Russian Federation. To reduce the backlog in this area from the level of development of the leading countries of the world, the Order of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation dated December 4, 2020 No. 1014 "On approval of the Rules for reforestation, the composition of the reforestation project, the procedure for developing a reforestation project and making changes to it" was adopted. Special attention in it is paid to accelerating the renewal of the technical base. The development of a complex of equipment for precise seeding of seeds, which includes a device for the formation of holes in cassettes with a substrate, which has an adequate cost and does not require complex maintenance, is an urgent topic of this development and research work. The article presents an overview of the production process of growing seedlings with a closed root system (ZKS) in the Green Building Department of Krasnoyarsk, designs of analogues and experimental developments of a hole-forming device. An analysis of the designs of similar devices made it possible to identify the advantages and disadvantages and take into account the development of new equipment for the hole former, determine the design and parameters of the device to optimize the technological process of sowing seeds in cassettes, achieve a device productivity of 20 cassettes / min. That allows to achieve the productivity of the entire complex up to 1200 cassettes per hour (100 thousand seeds per hour), which exceeds foreign and domestic analogues.

Keywords: closed root system, afforestation, equipment for the formation of holes in the substrate.

Работа выполнена при финансовой поддержке Красноярского краевого фонда поддержки науки и технологий в рамках проекта № 2022030508374.

Одной из проблем развития лесовосстановитель-ного комплекса в Российской Федерации является значительное использование импортного технологического оборудования. Для уменьшения отставания в этой сфере от уровня развития ведущих стран мира принят Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 4 декабря 2020 г. № 1014 «Об утверждении Правил лесовосстановления, состава проекта лесовосстановления, порядка разработки проекта ле-совосстановления и внесения в него изменений», в котором уделено особое внимание ускорению обновления технической базы. Разработка комплекса оборудования по точному высеву семян в состав которого входит устройство по формированию лунок в кассетах с субстратом, имеющего адекватную стоимость и не требующего сложного технического обслуживания, является актуальной темой опытно-конструкторской и научно-исследовательской работы.

Опыт и исследования отечественных и зарубежных учёных продемонстрировали, что в большинстве случаев посадочный материал с закрытой корневой системой выращивать экономически выгодно, чем использование выращивания его в открытом грунте при условии реализации с открытой корневой системой, при этом объём производства и себестоимость сеянцев зависят прямо пропорционально, что делает выращивание посадочного материала в контейнерах более выгодным, чем в открытом грунте при объёме производства 3-6 млн сеянцев в год. Посадка данного количества сеянцев короткие срои требует использования высокотехнологичного оборудования, в настоящее время в большинстве питомников используется импортное оборудования производства Швеции, Италии, Китая. На основании этого нами проведен обзор производственного процесса выращивания сеянцев с закрытой корневой системой (ЗКС) в Упрале-нии зеленого строительства г. Красноярска, в котором принимали непосредственное участие авторы проекта и студенты СибГУ им. М. Ф. Решетнева в 2021-2022 г., а также обзор оборудования для образования лунок в субстрате, которое входит в разрабатываемый на кафедре лесного инжиниринга, комплекс импортозамещающего оборудования для выращивания сеянцев с ЗКС.

Муниципальное предприятие города Красноярска «Управление зеленого строительства» специализируется на благоустройстве и озеленении парков, скверов, городских улиц, зеленых зон города. На территории предприятия находится комплекс теплиц для выращивания посадочного материала (рис. 1). В связи с большим спросом на сеянцы сосны обыкновенной, выращенные с закрытой корневой системой (ЗКС), предприятие начало осваивать данную технологию выращивания сеянцев. Пилотной площадкой стали теплицы МП «УЗС». Курирует данную программу Министерство лесного хозяйства Красноярского края. Студенты Института лесных технологий (СибГУ) принимали активное участие на всех стадиях выращивания сеянцев хвойных пород с закрытой корневой системой для реализации современных технологий

лесовосстановления. Основными этапами технологии производства посадочного материала с закрытой корневой системой являются: предпосевная подготовка семян, технологические операции по заполнению кассет субстратом, высев семян и мульчирование посевов, установка кассет на поддоны в теплице, поддержание оптимального микроклимата в теплице, поливы, подкормки, перемещение сеянцев на поле дора-щивания, закаливание, сортировка, упаковка сеянцев, мойка и дезинфекция кассет. [1].

Важным этапом является посев семян. Линия засева семян состоит из оборудования наполнителя кассет (торфосмеситель Javo mixer), лункообразователя, сеялки и мульчирующей установки (Нидерланды). Устройство по заполнению кассет состоит из трех основных устройств: бункер, шнек и наполнитель кассет, субстрат помещают в специальный бункер, в котором идет перемешивание, разрыхление и насыщение воздухом (рис. 2, 3). Для того, чтобы корневая система сеянца имела правильную геометрию, необходим этап лункообразования (рис. 4), на котором устройсто по центру ячеек формирует лунку. На следующем этапе, после продвижения кассеты по транспортеру, происходит высев семян - наиболее сложный и точный этап. В данном процессе сеялка (Нидерланды) не большой производительности, так как происходит одновременной высевание только одного ряда семяе н в кассету (рис. 5). Существуют более производительные аналоги, в частности оборудование точного высева семян, разрабатываемое в СибГУ им. М. Ф. Решетнева с посевом 81 шт. одновременно. Далее кассета с посаженными семенами мульчируется древесными опилками мульчирующей установкой (рис. 5). Данным способом удерживается влажность в кассете, поддерживается необходимая температура, способствующая развитию корневой системы. Завершающим этапом является расстановка кассет (рис. 7) на металлические конструкции, приподнятые от поверхности земли, что позволяет корневой системе, соприкасаясь с воздушной средой, проходить этап «воздушной подрезки корней». Первый полив кассет в теплице начинается после завершения всех посевных операций. Исходя из этого посев должен проходить в максимально сжатые сроки, а для этого необходимо высокопроизводительное оборудование. Одним их устройств линии в рамках разрабатываемого «Комплекса импортозамещающего оборудования для выращивания сеянцев с ЗКС» является лункообразоавтель, позволяющий формировать условия для формирования корневой системы сеянца. Сеянцы лесных деревьев должны иметь корневую систему, которая расположена равномерно по всему торфяному комку и имеет геометрически правильную форму. Этот фактор является важнейшим с точки зрения проживания сеянца после его высадки в лес. Для обеспечения осуществления этого фактора важным является размещение семян точно по центру ячейки во время засева. Далее проведен обзор конструкций аналогов и опытно-конструкторские разработки устройства лункообразо-вателя.

Рис. 3. Шнек и наполнитель кассет устройства по заполнению кассет субстратом

Рис. 4. Процесс лункообразования Рис. 5. Высев семян в лунки

Рис. 6. Мульчирующая установка

ВСС (Швеция). Лункообразователь ВСС (рис. 8) надавливает на растительный субстрат в ячейках кассеты, вследствие чего образуется углубление точно по центру ячейки кассеты. В типичной технологической линии ВСС лункообразователь, сеялка точного высева и мульчирующая установка расположены на одном ленточном транспортере. С установки заполнения кассеты подаются на этот транспортер. Фотоэлемент фиксирует подачу кассеты и запускает стопор, который останавливает кассету под лункообразователем. На пластине лункообразователя расположены нейлоновые стержни. Рисунок, размер и форма стержней зависит от используемого типа кассет. При переходе на работу с другим типом кассет, пластину необходимо заменить. Пластина лункообразователя опускается вниз на заданную глубину, которая регулируется магнитным датчиком. Стержни образуют углубление в центре каждой ячейки, затем пластина поднимается в исходное положение. Стопор поднимается и освобождает кассету. Ленточный транспортер перемещает ее на сеялку.

Данное устройство может использоваться для работы с различными типами кассет при замене определенных деталей; создает быстрое и точное образование углубления; имеет возможность регулировать глубину углубления; размещение семян выполняется точно по центру ячейки, а, следовательно, обеспечивается развитие геометрически правильной корневой системы. Тщательное заполнение и засев создают наилучшие условия для роста сеянцев и саженцев

Таблица 1

Технические характеристики лункообразователя

Рис. 7. Тепличный комплекс «УЗС» с засеянными кассетами

(рис. 8). Общий вид устройства представлен на рис. 8, технические характеристики в табл. 1 [2].

Преимуществами лункообразователя данного производителя являются: возможность менять пластины для образования лунок на других типах кассет; регулировки глубины лунок; кассета перемещается с помощью ленточного транспортёра, что позволяет точнее настраивать процесс лункообразователя относительно всей линии посева. Недостатками - большая масса всей установки; высокая цена готовой конструкции.

URBINATI (Италия). Данная фирма выпускает модельный ряд лункообразователей - NI, NI A, NI E. Технические характеристики, которых представлены в табл. 2, общий вид на рис. 9. Данные установка предназначены для изготовления отверстий в почве для посева и пересадки [3].

К преимуществам данного типа лункообразовате-лей относится: возможность менять пластины для образования лунок на других типах кассет; возможность регулировки глубины лунок; высокая точность. При этом отмечены следующие недостатки - средняя производительность, большая масса всей установки; импортная разработка; высокая цена готовой конструкции.

Барабанный лункообразователь из линии посева семян Alfa URBINATI (Италия). В данной фирме производится и следующая модель лункообразоавте-ля, технические хараектристки и общий вид представлены в табл. 3, рис. 10, 11.

Размеры (длина х ширина х высота) 400x600x1150 мм

Вес 30 кг

Электропитание 1x230 В, 50 Гц

Сжатый воздух 50 л/мин, 6 бар

Максимальная производительность 18 кассет «Плантек»в минуту

Размеры кассет «Плантек» 385 мм x 385 мм

Таблица 2

Технические характеристики лункообразователей URBINATI (Италия)

Технические характеристики Единицы измерения NI NI A NI E

Максимальная производительность Кассет/час 800 800 800

Максимальные размеры кассет мм 600x400 750x400 750x500

Высота лотка мм 500 500 500

Длина ленты мм 6300 6300 6300

Давление пластины кг 160 160 160

Вес кг 280 280 280

Максимальный расход воздуха л/мин 100 100 100

Мощность установки кВт 0,75 0,75 0,75

Таблица 3

Технические характеристики лункообразователя

Производительность в час 1200 кассет

Максимальный размер кассет 600x400 мм

Вес 330

Основным принципом работы данного оборудования является: лункообразователь барабанного типа линии ALFA может достигать производительности до 1200 палеток/час, благодаря поперечному расположению палеток; поддоны двигаются по наполнительному конвейеру один за другим, что позволяет достигать максимального единообразия при заполнении

каждой из ячеек; формирователь лунок обеспечивает отцентрированное расположение палетки и правильную форму отверстия; крышка барабана позволяет достичь большей однородности (рис. 11) и позволяет выбрать рабочую ширину и количество заполняющего продукта с целью уменьшения затрат [4].

Рис. 8. Лункообразователь ВСС (Швеция)

Рис. 9. Общий вид лункообразователя NI URBINATI (Италия)

Рис. 9. Лункообразователь NI URBINATI (Италия)

Рис. 10. Барабанный лункообразователь, общий вид URBINATI (Италия)

Рис. 11. Система барабанного посева, принцип действия, рабочие детали:

1 - поддон; 2 - полоса продвижения палеток; 3 - алюминиевый штифт разного диаметра и формы в зависимости от ячейки и потребностей посева; 4 - полипротиленовая щётка для очистки почвы между штифтами; 5 - управляемый лункокопатель синхронизирован с продвижением лотка; 6 - посевной барабан; 7 - отдел высокого давления для очистки сопел; 8 - отдел низкого давления (0,2 бар) для сбрасывания семян; 9 - вакуумная система для всасывания семян; 10 - компенсационный резервуар для сбрасывания семян; 11 - планка для удерживания семян из прозрачного метакрилата, колеблющаяся, чтобы равномерно распределять семена; 12 - двойной ударный стержень с большим количеством отверстий для посева; 13 - молотки с регулируемой скоростью: производимая вибрация перемещает семена в центр отверстия; 14 - система сбора остатка семян; 15 - вибратор, который облегчает всасывание (дополнительное оборудование); 16 - скребковое лезвие; 17 - барабаны с регулировкой по высоте

Преимущества лункообразователя: высокая точность и производительность лункообразователя; настройка производится положения производится автоматически, с помощью программ. Недостатки: высокая стоимость оборудования; большая масса установки и стола; присутствует необходимость очистки барабана от торфа с помощью щётки.

Автоматическое устройство для посева семян в кассеты SIDTECH ASM - сеялка, совмещённая с лункокопателем (Россия) (рис. 12) используется для автоматического рядного посева семян в кассеты, может использоваться как отдельное устройство, так и работать в линии с машиной по наполнению кассет.

Основные технические характеристики автоматического оборудования ASM: производительность (max): до 300 кассет в час; размер кассеты (max): 600^400x130 мм; подключение: пневмосеть - 6 атм; габариты: 1700x830x1350 мм; вес: 150 кг; рабочее давление - 6 бар; потребление воздуха: 100 л/мин; мощность компрессора для подачи сжатого воздуха (min) -1,8 кВт; вес - 70 кг; время среднего цикла посева одного ряда: 1,5 - 2 сек; уровень шума: менее 70 дБ (А). К основным возможностям посевной машины Sidtech ASM относятся: регулировка скорости посева, расстоя-

Рис. 12. Посевная машина Sidtech ASM (Россия)

ния между рядами, количества рядов посева; работа с дражированными и не дражированными семенами; возможность использовать кассеты разного размера; максимальный габарит кассеты - 600x400x130 мм; продувка сопел; имеет секцию полива, досыпки и штабелирования кассет [5]. Преимуществами лункообразователя являются: объединение с сеялкой, что позволяет сократить количество места под оборудование на столе или ленточном конвейере; возможность регулировки глубины лунок; высокая точность; небольшая масса установки. Недостатками - низкая производительность.

На основе анализа технических характеристик и функционального назначения оборудования выполнена 3D-модель лункообразователя, как элемента автоматизированного комплекса оборудования для посева семян с целью выращивания сеянцев с ЗКС. Данное устройство (рис. 13-18) предназначено для использования в тепличных комплексах для выращивания сеянцев с закрытой корневой системой. Конструкция лункообразователя позволяет образовывать лунки всей на поверхности всей кассеты одновременно т. е. 9 рядов кассеты Плантек 81Ф размерами 9x9 ячеек (385x385 мм).

Имеется возможность использование кассет других размеров при смене пластины с пальцами и регулировке положения высоты устройства. Принцип работы лункообразователя заключается в использовании синхронного возвратно-поступательного движения штоков двух пневмоцилиндров, закреплённых к верхней пластине. Пластина для пальцев закреплена через втулки к штокам пневмоцилиндров. 81 палец расположен по оси ячейки (рис. 15), что способствует созданию лунки ровно по центру ячейки. При необходимости, пластину можно заменить под другой тип кассеты, для этого надо демонтировать её от штоков пневмоцилиндров, а затем поставить подходящую пластину по размерам кассеты. Боковые пластины

г о ». . ° о О Е

н 1 - ЕЛ 1— -Щ-- Яц ■ 1 т<-ЯП---МО.--П-п 1— жЦг в

■ ц-ь^ц V II V II V

Рис. 13. 3D-модель лункообразователя

с о с о © с о о о

О с с с с с с € О

О с О с о с о с о

с с с о с о с с с

с@о О о с о о С (О) с

с с о о с с с с с

О с с о с о с о с

с с с о с О с о о

с о с о с О о с с

_^

Рис. 15. Пластина для пальцев

Рис. 17. Пазы для вертикальной регулировки

имеют промежуточное крепление (рис. 16) для большей жёсткости конструкции. Это позволяет сделать конструкцию надёжной и небольшой. Лункообразова-тель крепится к боковому профилю стола. Для регулировки положения лункообразователя были созданы горизонтальные пазы (рис. 17) на левом и правом профиле стола. Для регулировки вертикального положения на боковых стенка лункообразователя были выточены пазы (рис. 17). Для закрепления положения, внутрь профиля вставлена соединительна пластина с резьбовыми отверстиями для фиксации. Соединительная пластина вставляется через паз напротив горизонтальных регулировочных пазов, с внутренней части стола.

Рис. 14. Крепление боковых пластин

Рис. 16. Положение втулки относительно пластин

Во избежание отклонения кассет от заданного курса во время движения по столу, были созданы направляющие, которые ограничивают передвижения кассеты (рис. 18). Таким образом, пальцы лункообра-зователя всегда находятся на одном уровне с осями ячеек кассеты. Крепления для направляющих труб имеют возможность вертикальной и горизонтальной регулировки, осуществляемой с помощью стержней и верхних и нижних крепежей.

Важным моментом при разработке устройства является поддержание общей производительности комплекса посева, которая составляет 20 кассет в минуту. Следовательно, чтобы соответствовать данной производительности, кассета должна в течении трёх секунд пройти лункообразователь и попасть к следующему объекту линии посева (сеялке точного высева). Данный процесс будет реализован при продолжительности работы устройства на одну кассету 1 сек, что должно обеспечиваться работой пневматического цилиндра. На основании этого проведен расчет силы и давления пневматического цилиндра, обеспечивающего работу оборудования заявленной производительности. Размеры пневмоцилиндра основаны на требуемом усилии и приложенном давлении. Для одно- и двухстороннего пневмоцилиндра теоретическое толкающее усилие (оШь^оке) и теоретическое усилие втягивания (пкИоке) выражаются в ньютонах. Этот показатель рассчитывается путем умножения эффективной площади поршня в мм2 на рабочее давление в барах, деленное на 10 (10 бар = 1 Н/мм2).

Данные расхода воздуха для цилиндров можно найти в таблице расхода воздуха. В таблице указано количество воздуха толкающего поршень штока, возвращающего поршень со штоком в исходное состояние, а также итогового количество воздуха, необходимого для 1 цикла работы цилиндра. Данные приве-

дены в литрах на миллиметр (или дм3/мм) при давлении 6 бар (избыточное давление). Этот показатель рассчитывается путем умножения эффективной площади поршня в мм2 на абсолютное давление в барах и деления на 1 миллион. Абсолютное давление складывается из рабочего давления в барах (избыточное давление по манометру) и атмосферного давления (предполагается, что 1 бар), т. е. давление манометра+1бар. Чтобы найти потребление воздуха за один цикл работы цилиндра необходимо умножить полученный показатель на ход цилиндра в мм.

Дополнительные объемы воздуха, такие как полости в поршне, торцевые крышки, трубы, фитинги и клапаны представляют собой дополнительные 5-10 %. Длинные трубки и фитинги, большие расстояния между цилиндром и распределительным клапаном создают большие потери и могут продлить время цикла [6]. В сборке используется пневмоцилиндр SDA 50х20 (диаметр 50 мм, ход штока 20 мм). Расход воздуха пневмоцилиндром находится по формуле

Q = х D + W2 х D) х 60 / Т, (1)

где W1 - расход толкающего воздуха при 6 бал рабочего давления W1 = 0,01374 л/мм; W2 - расход втягивающего воздуха при 6 бал рабочего давления W2 = 0,01155 л/мм [6]; D - диаметр пневмоцилиндра, D = 50 мм; Т - время цикла работы пневмоцилиндра, Т = 1 сек.

Таким образом, производительность лункообразо-вателя 20 кассет/мин, обеспечат пневмоцилиндры с расходом воздуха 75,87 л/мин.

Общий вид 3D-модели разработанного оборудования для образования лунок при посеве семян для выращивания сеянцев с ЗКС представлено на рис. 18.

Рис. 18. Полная сборочная 3D-модель лункообразователя с транспортировочным столом и направляющими

Таким образом, анализ конструкция аналогичных устройств позволил выявит приемущества и недостатки и учесть и разработке нового оборудования лункообразователя, определить конструкцию и параметры устройства, позволяющие оптимизировать технологический процесс посева семян в кассеты), достичь производительности устройства 20 кассет/мин, позволяет достичь производительность всего комплекса до 1200 кассет в час (100 тыс. семян в час), что превышает зарубежные и отечественные аналоги. Последующие этапы научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы позволят доработать автоматизированный комплекс оборудования для посева семян и выращивания сеянцев с ЗКС.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ

1. Российский и мировой опыт выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой / Е. В. Авдеева, Д. В. Иванов, Н. Л. Ровных, Н. В. Су-хенко, И. В. Кухар, М. Д. Калинин // Хвойные боре-альной зоны, 2022. Т. XL, № 4. С. 250-258.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Лункообразователь ВСС URL: https://lessnabrk. ru/catalog/lesvosst/zks/lunkoobrazovatel/. Текст: электронный.

3. Лункообразователь компании «URBINATI». Модель Ni. URL: http://urbinati.info/products/ni-2/ Текст: электронный.

4. Лункообразователь компании «URBINATI». Alfa-seeding. URL: http://urbinati.net/products/alfa-seeding-line/. Текст: электронный.

5. Лункообразователь Российской компании. Модель ASM. URL: https://sidtech.ru/asm Текст: электронный.

6. Таблица расхода воздуха пневмоцилиндров. URL: https://www.alfaklapan.ru/pnevmocilindry-reko-mendacii-2.php#rashod-vozduha Текст электронный.

REFERENSCES

1. Avdeyeva Ye. V., Ivanov D. V., Rovnykh N. L., Sukhenko N. V., Kukhar I. V., Kalinin M. D. Rossiyskiy i mirovoy opyt vyrashchivaniya posadochnogo materiala s zakrytoy kornevoy sistemoy // Khvoynyye boreal'noy zony, 2022. T. XL, №. 4. S. 250-258.

2. Lunkoobrazovatel' VSS. URL: https://lessnabrk.ru/ catalog/lesvosst/zks/lunkoobrazovatel/ Tekst: elektron-

nyy.

3. Lunkoobrazovatel' kompanii «URBINATI». Model' Ni. URL: http://urbinati.info/products/ni-2/. Tekst: elek-tronnyy.

4. Lunkoobrazovatel' kompanii «URBINATI». Alfaseeding. URL: http://urbinati.net/products/alfa-seeding-line/ Tekst: elektronnyy.

5. Lunkoobrazovatel' Rossiyskoy kompanii. Model' ASM. URL: https://sidtech.ru/asm. Tekst: elektronnyy.

6. Tablitsa raskhoda vozdukha pnevmotsilindrov. URL: https://www.alfaklapan.ru/pnevmocilindry-reko-mendacii-2.php#rashod-vozduha. Tekst elektronnyy.

© Авдеева Е. В., Ровных Н. Л., Шпагин Д. Е., Карнаухов А. А., 2023

Поступила в редакцию 10.12.2023 Принята к печати 14.07.2023

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.