Научная статья на тему 'Уточнение конструктивно-кинематических характеристик ботвоудаляющей машины в полевых условиях'

Уточнение конструктивно-кинематических характеристик ботвоудаляющей машины в полевых условиях Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
47
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник НГИЭИ
ВАК
Ключевые слова
ЛУК / ЛИСТОСТЕБЕЛЬНАЯ МАССА РАСТЕНИЙ / БОТВОУДАЛЯЮЩАЯ МАШИНА / УГОЛ УСТАНОВКИ НОЖЕЙ / ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИНЫ / ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ / КАЧЕСТВО УДАЛЕНИЯ ЛИСТОСТЕБЕЛЬНОЙ МАССЫ / ТЕРЕБИЛЬНЫЕ УБОРОЧНЫЕ МАШИНЫ / ПОЛНОТА УДАЛЕНИЯ ЛИСТОСТЕБЕЛЬНОЙ МАССЫ / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ / ONION / LEAF-WEED MASS OF PLANTS / HAULM REMOVING MACHINE / ANGLE OF KNIFE SETTING / ROTATION FREQUENCY OF MACHINE''S WORKING PARTS / FIELD STUDIES / QUALITY OF REMOVAL OF LEAF-WEED MASS / PULLING MACHINES / COMPLETE REMOVAL OF LEAF-WEIGHTS / EXPERIMENTAL STUDIES

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Фролов Дмитрий Иванович, Курочкин Анатолий Алексеевич

Введение. Для проверки полученных ранее значений конструктивно-кинематических характеристик машины для удаления листостебельной массы лука в реальных условиях требуется проведение дополнительных полевых исследований. Целью исследований является уточнение конструктивно-кинематических характеристик ботвоудаляющей машины с оценкой их влияния на полноту удаления листостебельной массы растений в полевых условиях. Материалы и методы. Исследования машины для удаления листостебельной массы растений были проведены на полях ООО «Агрокомплект» Пензенской области в процессе уборки лука сорта «Бессоновский местный». Математико-статистическая обработка результатов опытов выполнена методами дисперсионного и корреляционного анализа с помощью программ Statistica и Microsoft Excel. Результаты и обсуждение. Из полученных зависимостей конструктивно-кинематических характеристик следует, что угол установки ножей и частота вращения рабочих органов машины оказывают значительное влияние на полноту удаления листостебельной массы растений. Причем оптимальным будет значение угла наклона ножей в интервале от 50 до 58 градусов. Оптимальное значение частоты вращения рабочих органов машины для удаления листостебельной массы растений находится в интервале от 1 500 до 2 200 мин-1. На полноту удаления листостебельной массы растений значительное влияние оказывают угол установки ножей и частота их вращения, особенно в большей степени это наблюдается на посевах лука-севка. Заключение. В результате проведенных исследований определены возможности оптимизации конструктивно-кинематических характеристик машины для удаления листостебельной массы растений на посевах лука. Полевые исследования машины по удалению листостебельной массы подтвердили результаты теоретических исследований. Показатель полноты удаления листостебельной массы (95...98,2 %), полученный в ходе полевых работ, полностью соответствует требованиям, предъявляемым к уборочным машинам.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Фролов Дмитрий Иванович, Курочкин Анатолий Алексеевич

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

REFINEMENT OF STRUCTURALLY-KINEMATIC CHARACTERISTICS OF HAULM REMOVING MACHINE IN THE FIELD

Introduction. In order to check the values of the constructive-kinematic characteristics of the machine for removing the leaf-weed mass of onions in real conditions, additional field studies are required. The purpose of the research is to clarify the structural and kinematic characteristics of the haulm removing machine with an assessment of their effect on the completeness of removal of the leaf-weed mass of plants in the field. Materials and methods. The research of the machine for removing the leaf-weights of plants was carried out on the fields of LLC «Agro complex» of the Penza region in the process of harvesting onions of the variety «Bessonovskii mestnyi». Mathematic-statistical processing of the results of experiments was performed by methods of dispersion and correlation analysis with the help of Statistics and Microsoft Excel programs. Results and discussion. From the obtained dependences of the structural and kinematic characteristics it follows that the angle of installation of the knives and the rotational speed of the machine's working parts have a significant effect on the completeness of removal of the leaf-weed mass of plants. And the optimal value will be the angle of inclination of the knives in the range from 50 to 58 degrees. The optimum value of the rotational speed of the machine's working organs for removing the leaf-weights of plants is in the range from 1 500 to 2 200 min-1. The degree of removal of the leaf-weed mass of plants is significantly influenced by the angle of installation of the knives and the frequency of their rotation, especially in a greater degree this is observed in the onion-sowing crops. Conclusion. As a result of the conducted researches, the possibilities of optimizing the constructive-kinematic characteristics of the machine for removing the leaf-weed mass of plants in onions are determined. Field studies of the machine on the removal of leaf-weights confirmed the results of theoretical studies. The indicator of the complete removal of the leaf-weights (95-98,2 %) obtained during the field works fully corresponds to the requirements for harvesting machines.

Текст научной работы на тему «Уточнение конструктивно-кинематических характеристик ботвоудаляющей машины в полевых условиях»

2. Bazdyrev G. I., Loshakov V. G., Puponin A. I. etc.; pod red. A. I. Puponina. Zemledelie [Farming]. Uchebnoe posobie dlya studentov vyshih ucheb. zavedenii. M. : Koloss, 2002. 552 p.

3. Vorob'ev S. A. Sevooboroty v spetsiali-zirovannyh hozyaistvah Nechernozem'ya [Rotations in specialized farms of non-Chernozem zone]. М. : Ros-selhozizdat, 1982. 216 p.

4. Dzuganov V. B. Dzuganova M. A. Sostoyanie i otsenka razvitiya tehnicheskoi osnashchennosti APK regiona [Status and assessment of the development of technical equipment of agriculture in the region], FundamentaFnye issledovaniya. 2016. № 8-1. pp.134-138.

5. Ermolov A. S. Organizatsiya polevogo ho-zyaistva [Organization of the field farming]. SPb., 1901. 597 p.

6. Zaikin V. P., Ivenin V. V. Nauchnye osnovy system zemledeliya Volgo-Vyatskogo regiona [Scientific bases of farming systems of the Volga-Vyatka region]. Nizhniy Novgorod, 2003. 288 p.

7. Zaikin V. P. Nauchnye osnovy sovershenst-vovaniya spetsializirovannyh polevyh sevooborotov na seryh lesnyh pochvah Volgo-Vyatskogo regiona Nechernozemnoi zony RSFSR [Scientific basis for the improvement of specialized in field crop rotations on grey forest soils of the Volga-Vyatka region of non-Chernozem zone of the RSFSR], Avtoreferat diss.na soiskanie uchenoi stepeni dok.sel.nauk, 06.01.01. M., 1991. 32 p.

8. Zaikin V. P., Lisin A. Yu., Rumyantsev F. P., Shamin A. E., Borisova E. E. Effektivnost' zelenyh udo-brenii v sevooborotah na suglinistyh pochvah Volgo-Vyatskogo regiona [The effectiveness of green manures in crop rotations on loamy soils of the Volga-Vyatka region], monografiya. Knyaginino, NGIEI. 2015. 386 p.

9. Zemledelie. Terminy i opredeleniya. [Farming. Terms and definitions]. GOST 16265-89. M. : Izd-vo standartov, 1990.

10. Ikonnikov A. Nagruzka na kombain: nor-malnaya i raznaya [The load on the processor: normal and different] [Electronniy resurs]. Rezhim dostupa: http: //www.vyatka-ki.ru/nagruzka-na-kombaj n: -normalnaya-i-raznaya.html

11. Kashtanov A. N. Nauchno-metodicheskie osnovy sovremennyh system zemledeliya [Scientific-methodical bases of contemporary systems of agriculture], Nauchnye osnovy system zemledeliya. М. : Ag-ropromizdatr, 1988. pp. 3-32.

12. Kozlovskaya I. P., Bosak V. N. Proiz-vodstvennye tehnologii v agronomii [Production technologies in agronomy] Uchebloe posobie. Minsk : New edition. М. : INFRA-М, 2016. 336 p.

13. Komarova M. K., Nedovesov V. I. Borba s poteryami zernovyh kolosovyh [Loss control cereal]. М. : Rosselhozizdat, 1965. 84 p.

14. Korolev A. V., Navrotskin S. K., Fedose-eva I. P. Zemledelie [Farming]. L. : Koloss, 1967. 399 p.

15. Lisina A. Yu. Klever lugovoi v sevooborotah Nechernozem xya [Red clover in crop rotations of black earth]. Nizhniy Novgorod : NGSHA, 2011. 171 p.

16. Matsakov D. V. Problrmy finansirovaniya ag-ropromyshlwnnogo kompleksa [The problem of financing of agro-industrial complex], Materialy Rossiiskogo Agrotehnicheskogo foruma - 2016.

17. Nartsissov V. P. Nauchnye osnovy system zemledeliya [Scientific bases of farming systems]. Izd. 2, pererab. i dop. М. : Koloss 1982. 328 p.

18. Safronov A. F., Gataulin A. M., Plato-nov I. G. Systemy zemledeliya [Farming systems]. Uchebnoe posobie dlya studentov vyssh. ucheb. zavedenii. М. : Koloss, 2009. 447 p.

19. Selskohozyaistvenniy entsiklopedicheskii slovar [Agricultural encyclopedic dictionary]. М. : So-vetskaya entsiklopediya, 1989. 502 p.

20. Tsibirev A. A., Safonov S. N. Faktory opre-delyauchshie ekonomicheskuyu effektivnost' selsko-hozyaistvennogo proizvodstva [Determinants of economic efficiency of agricultural production], Vestnik Chelyabinskogo gosudarstvennogo universiteta. 2009. № 9. pp. 101-104.

21. Shamatov I. K. Federalnyi lizing-instrument technicheskoi modernizatsii APK [Federal leasing is the instrument of technical modernization of AIC], Materialy Rossiiskogo Agrotechnicheskogo foruma - 2016.

Дата поступления статьи в редакцию 27.02.2017, принята к публикации 17.04.2017.

05.20.01

УДК 631.352.99

УТОЧНЕНИЕ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БОТВОУДАЛЯЮЩЕЙ МАШИНЫ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

© 2017

Фролов Дмитрий Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Пищевые производства» Курочкин Анатолий Алексеевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Пищевые производства» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный технологический университет», Пенза (Россия)

Аннотация

Введение. Для проверки полученных ранее значений конструктивно-кинематических характеристик машины для удаления листостебельной массы лука в реальных условиях требуется проведение дополнительных полевых исследований. Целью исследований является уточнение конструктивно-кинематических характеристик ботвоудаляющей машины с оценкой их влияния на полноту удаления листостебельной массы растений в полевых условиях.

Материалы и методы. Исследования машины для удаления листостебельной массы растений были проведены на полях ООО «Агрокомплект» Пензенской области в процессе уборки лука сорта «Бессоновский местный». Математико-статистическая обработка результатов опытов выполнена методами дисперсионного и корреляционного анализа с помощью программ Statistica и Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение. Из полученных зависимостей конструктивно-кинематических характеристик следует, что угол установки ножей и частота вращения рабочих органов машины оказывают значительное влияние на полноту удаления листостебельной массы растений. Причем оптимальным будет значение угла наклона ножей в интервале от 50 до 58 градусов. Оптимальное значение частоты вращения рабочих органов машины для удаления листостебельной массы растений находится в интервале от 1 500 до 2 200 мин1. На полноту удаления листостебельной массы растений значительное влияние оказывают угол установки ножей и частота их вращения, особенно в большей степени это наблюдается на посевах лука-севка.

Заключение. В результате проведенных исследований определены возможности оптимизации конструктивно-кинематических характеристик машины для удаления листостебельной массы растений на посевах лука. Полевые исследования машины по удалению листостебельной массы подтвердили результаты теоретических исследований. Показатель полноты удаления листостебельной массы (95...98,2 %), полученный в ходе полевых работ, полностью соответствует требованиям, предъявляемым к уборочным машинам.

Ключевые слова: лук, листостебельная масса растений, ботвоудаляющая машина, угол установки ножей, частота вращения рабочих органов машины, полевые исследования, качество удаления листостебельной массы, теребильные уборочные машины, полнота удаления листостебельной массы, экспериментальные исследования.

Для цитирования: Фролов Д. И., Курочкин А. А. Уточнение конструктивно-кинематических характеристик ботвоудаляющей машины в полевых условиях // Вестник НГИЭИ. 2017. № 5 (72). С. 60-69.

REFINEMENT OF STRUCTURALLY-KINEMATIC CHARACTERISTICS OF HAULM REMOVING MACHINE IN THE FIELD

© 2017

Frolov Dmitriy Ivanovich, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Food productions» Kurochkin Anatoliy Alekseevich, the doctor of technical sciences, the professor of the chair «Food productions»

Penza State Technological University, Penza (Russia)

Annotation

Introduction. In order to check the values of the constructive-kinematic characteristics of the machine for removing the leaf-weed mass of onions in real conditions, additional field studies are required. The purpose of the research is to clarify the structural and kinematic characteristics of the haulm removing machine with an assessment of their effect on the completeness of removal of the leaf-weed mass of plants in the field.

Materials and methods. The research of the machine for removing the leaf-weights of plants was carried out on the fields of LLC «Agro complex» of the Penza region in the process of harvesting onions of the variety «Bes-sonovskii mestnyi». Mathematic-statistical processing of the results of experiments was performed by methods of dispersion and correlation analysis with the help of Statistics and Microsoft Excel programs.

Results and discussion. From the obtained dependences of the structural and kinematic characteristics it follows that the angle of installation of the knives and the rotational speed of the machine's working parts have a significant effect on the completeness of removal of the leaf-weed mass of plants. And the optimal value will be the angle of inclination of the knives in the range from 50 to 58 degrees. The optimum value of the rotational speed of the machine's working organs for removing the leaf-weights of plants is in the range from 1 500 to 2 200 min-1. The degree of removal of the leaf-weed mass of plants is significantly influenced by the angle of installation of the knives and the frequency of their rotation, especially in a greater degree this is observed in the onion-sowing crops.

Conclusion. As a result of the conducted researches, the possibilities of optimizing the constructive-kinematic characteristics of the machine for removing the leaf-weed mass of plants in onions are determined. Field studies of the machine on the removal of leaf-weights confirmed the results of theoretical studies. The indicator of the complete removal of the leaf-weights (95-98,2 %) obtained during the field works fully corresponds to the requirements for harvesting machines.

Keywords: onion, leaf-weed mass of plants, haulm removing machine, angle of knife setting, rotation frequency of machine's working parts, field studies, quality of removal of leaf-weed mass, pulling machines, complete removal of leaf-weights, experimental studies.

Введение

Качество работы уборочных машин теребильного типа существенным образом зависит от готовности поля к выполнению данного технологического процесса. Как показали исследования, на начало уборки лука засоренность полей в большинстве случаев достигает 60.. .70 %, а высота сорных растений при этом доходит до 50 см. Объясняется это тем, что последняя обработка посевов лука гербицидами осуществляется за две-три недели до начала уборки, и в этот период сорные растения интенсивно растут [1; 2; 3; 4; 5].

При уборке машинами теребильного типа, если поле предварительно не было подготовлено, происходит забивание вращающихся элементов теребильного аппарата, что приводит к снижению производительности машины, поломке и увеличению количества остановок для очистки. В связи с этим возникает необходимость удаления сорной растительности перед уборкой [6; 7]. Для выполнения технологического процесса удаления сорной растительности перед уборкой лука была разработана конструкция и изготовлен макетный образец бот-воудаляющей машины (рисунок 1) [8; 9; 10; 11].

Рисунок 1 - Ботвоудаляющая машина

Ботвоудаляющая машина состоит из рамы 1 и устройства для присоединения к трактору 2. Имеется три рабочих органа 3, вращающихся вокруг вертикальной оси вращения, которые сверху закрыты кожухом 13 с ботвоотводящим окном. Рама опирается на четыре стойки 5 с регулировкой высоты скашивания 6 винтовыми механизмами. Стойки опираются на пневматические колеса 4 (рисунок 2).

Каждый из рабочих органов 3 содержит два кронштейна, установленных попарно напротив

друг друга на одной горизонтальной оси фланца. На каждом фланце закреплены ножи под углом 55° к горизонтальной плоскости по ходу их вращения.

Для передачи крутящего момента от вала отбора мощности трактора установлен конический редуктор 9, который с помощью ременных передач 7 передает вращение на три симметрично расположенных вала 8 на раме 1. Агрегатируется ботвоудаляющая машина с тракторами МТЗ-80/82.

Рисунок 2 - Схема устройства ботвоудаляющей машины

Благодаря тому, что три симметрично расположенных вала находятся в вертикальной плоскости и расположены под углом 50°...60° к продольной оси рамы, а средний вал установлен в точке пересечения вертикальной плоскости и оси рамы, происходит перекрытие зон резания рабочих органов, что способствует полному удалению листостебельной массы растений по всей ширине грядки.

Принцип работы данной машины основан на том, что поток воздуха, который создается при вращении ее рабочих органов, способствует поднятию листостебельной массы сорной растительности и листьев лука. В таком положении масса, находящаяся внутри кожуха машины, измельчается рабочими органами, выполненными в виде плоских ножей. Лезвия ножей находятся на различных расстояниях от вала и вращаются с различными скоростями, что позволяет им создавать

центробежную силу, распределенную по длине ножей. В свою очередь, эта конструктивная особенность рабочего органа машины приводит к радиальным перемещениям воздуха совместно с измельченной листостебельной массой растений. Кожух машины имеет по краям закругленную форму и снабжен ботвоотводящим окном, посредством которого измельченная листостебельная масса выводится за пределы машины и укладывается в междурядье.

В процессе моделирования работы ботвоуборочной машины были получены расчетные величины параметров ее рабочего органа при угловых скоростях вращения 125, 178, 230 рад./с (1 200, 1 700, 2 200 об./мин.): средняя скорость потока воздуха, максимальная скорость потока воздуха, относительное давление, завихренность потока воздуха (таблица 1) [12; 13; 14].

Таблица 1 - Влияние угловой скорости вращения ножей на скоростные характеристики воздушного потока

Угловая скорость вращения рабочего органа, рад/с Средняя скорость потока воздуха, м/с Максимальная скорость потока воздуха, м/с Относительное давление, Па Завихренность потока воздуха, 1/с

шт шах шт шах

125 1,30 3,56 -4,45 1,88 2,17 1 634

178 1,77 5,14 -17,25 1,12 13,39 2 519

230 2,43 6,40 -24,01 2,27 7,43 3 422

В ранее проведенном анализе процесса движения воздуха внутри кожуха ботвоудаляющего рабочего органа было установлено влияние угла установки ножей на скоростные характеристики воздушного потока (таблица 2) [15]. Получены оптимальные конструктивные (ширина ножа - 120 мм; длина ножа - 250 мм; угол установки ножей -

45 градусов; расстояние от поверхности поля до кожуха - 100 мм; диаметр кожуха - 280 мм; ширина ботвоотводящего окна - 90 мм) [16; 17] и кинематические (угловая скорость вращения ножей 178 рад./с) параметры ботвоудаляющего рабочего органа с оптимизацией воздушного потока внутри кожуха [12, 18; 19; 20].

Таблица 2 - Влияние угла установки ножей на скоростные характеристики воздушного потока

Угол установки ножей, град. Средняя скорость потока воздуха, м/с Максимальная скорость потока воздуха, м/с Относительное давление, Па Завихренность потока воздуха, 1/с

min max min max

30 1,44 4,85 -13,18 4,67 7,64 3 107

45 1,77 5,14 -17,25 1,12 13,39 2 519

60 2,12 4,82 -11,45 1,35 8,52 2 280

Для проверки полученных значений конструктивных и кинематических параметров разработанной машины в реальных условиях требуется проведение дополнительных полевых исследований. Результаты этих исследований позволят подтвердить или опровергнуть адекватность полученных ранее параметров ботвоуборочной машины, а также оценить возможность повышения качества удаления листостебельной массы без повреждения лука.

Целью исследований является уточнение конструктивно-кинематических характеристик бот-воудаляющей машины с оценкой их влияния на полноту удаления листостебельной массы растений в полевых условиях.

Материалы и методы

Исследования машины для удаления листо-стебельной массы растений были проведены на полях ООО «Агрокомплект» Пензенской области в процессе уборки лука сорта «Бессоновский местный».

Функциональные показатели машины исследовались согласно СТО АИСТ 8.2-2010 «Испытания сельскохозяйственной техники. Косилки и косилки-плющилки. Методы оценки функциональных показателей», СТО АИСТ 8.21-2010 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки ботвы корнеплодов. Методы оценки функциональных показателей».

Характеристики участка и культуры при агротехнической оценке машины для уборки лука следующие: рельеф - ровный; микрорельеф - гребнистый; влажность почвы - 25 %; твердость почвы - 0,94 МПа (при h = 10 см); засоренность почвы сорняками

- от 22 до 26 шт./м2; сорт - лук «Бессоновский местный»; высота сорняков - от 3 до 49 см; схема посева

- 50+20; способ посева - двухстрочный; ширина междурядий - 50 см; ширина полосы - 90 см; отклонение растений от оси ряда - (+/-) 5,2 см; количество луковиц (репка/севок) - от 47 до 108 шт./м2 / от 122 до 314 шт./м2; полеглость ботвы лука (репка/севок) -от 70 до 80 % / от 15 до 20 % [21].

Математико-статистическая обработка результатов опытов выполнена методами дисперсионного и корреляционного анализа с помощью программ Statistica и Microsoft Excel [22].

Полнота удаления листостебельной массы растений на посевах лука оценивалась следующим образом. На первом этапе экспериментальных исследований подсчитывали количество луковиц без ботвы и срезанных сорных растений после удаления листостебельной массы растений на участке. После этого полноту удаления листостебельной массы растений на посевах лука вычисляли по формуле [23; 24]:

v = Чх + Ч2 .100о/о, (1)

Ч

где V - полнота удаления листостебельной массы растений, %; ч - количество луковиц без ботвы, шт.; ч2 - количество срезанных сорных растений, шт.; ч - общее количество луковиц и сорных растений на участке, шт.

Для обеспечения разных углов установки ножей на рабочих органах были применены запасные фланцы с ножами, закрепленными под углами 30, 45 и 60 градусов относительно горизонтальной плоскости.

Частоту вращения рабочих органов машины меняли установкой различных диаметров шкивов ременной передачи [17; 18].

Высоту установки рабочих органов машины относительно поверхности поля устанавливали винтовым механизмом в диапазоне от 15 до 20 см для лука-севка и от 2 до 4 см для лука-репки.

Изменение скорости ботвоудаляющей машины в интервале от 0,7 до 0,9 м/с обеспечивалось за счет трансмиссии трактора.

С целью определения влияния частоты вращения и угла наклона ножей на полноту удаления листостебельной массы растений были запланированы и реализованы два однофакторных эксперимента, результаты которых обрабатывались с применением статистических методов дисперсионного анализа.

Результаты и обсуждение

В качестве объекта исследования использовали рабочие органы ботвоудаляющей машины. С помощью полевых исследований были получены данные по количеству луковиц без ботвы и срезанных сорных растений, после чего по формуле (1) рассчи-

тывалась полнота удаления листостебельной массы в каждом эксперименте.

В качестве независимой переменной для каждого из двух экспериментов были выбраны угол установки ножей и частота вращения рабочих органов. В процессе исследований каждый фактор варьировался на 3 уровнях. В качестве функции отклика экспериментов принималась полнота удаления ли-стостебельной массы. Статистическая обработка результатов эксперимента выполнена с помощью однофакторного дисперсионного анализа.

При обработке экспериментальных данных в программе Statistica получили регрессионные уравнения зависимости критерия оптимизации от исследуемых факторов. Корреляционная связь между величиной показателя полноты удаления листосте-бельной массы растений v , % ( va(ß) - на посевах лука-репки, vb(ß) - на посевах лука-севка) и углом установки ножей ( ß, град), выражается уравнением параболической функции:

va (ß) = -44,6 + 5,2429ß- 0,0486ß2. (2) Коэффициент корреляции R = 0,99, Fp = 405 >

> Fт = 19 (при доверительной вероятности 95 %).

vb (ß) = 52,3 + l,678ß- 0,0157ß2. (3) Коэффициент корреляции R = 0,99, Fp = 195 >

> Fт = 19 (при доверительной вероятности 95 %).

Проверку нуль-гипотезы об однородности выборочных дисперсий осуществляли с помощью критерия Фишера. Влияние фактора v на изучаемый процесс существенно, так как выполнено условие Fp > Fт (расчетное значение критерия Фишера больше его теоретического значения).

После обработки опытных данных и выявления на их основе уравнений регрессии согласно им были построены графические зависимости величины полноты удаления листостебельной массы растений v , % (на посевах лука-репки и лука-севка) от угла установки ножей (рисунок 3).

Из анализа зависимостей следует, что угол установки ножей ß оказывает значительное влияние на полноту удаления листостебельной массы растений. Из графика зависимости ясно видно, что оптимальным будет значение угла наклона ножей ß в интервале от 50 до 58 градусов. Если уменьшить угол установки ножей ниже 50 градусов большая часть срезанной и измельченной листостебельной массы растений не будет отводиться на междурядье, а в значительной степени будет разбрасываться по полосе. При увеличении угла установки ножей выше 58 градусов ножи рабочих органов создадут малое разрежение потока воздуха для поднятия несрезанной листо-стебельной массы растений, что в результате уменьшит полноту удаления листостебельной массы растений.

98

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

97

96

95

-О О О

ш

о х л ш

0) ю а;

8 94 I-

0 s

к 93 s

1

Ф

I 92

СП I-

о

X

с; о 1=

91

90

/

,* / \

L / * >®ч уа(Ь) полнота удаления на посевах лука-репки Л уь(Ь) полнота удаления на посевах лука-севка \

À

44

46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 Угол установки ножей - р, град. Рисунок 3 - Графическая зависимость полноты удаления листостебельной массы растений: v (va(р) - на посевах лука-репки, vb(р) - на посевах лука-севка) от угла установки ножей в

Полученные регрессионные уравнения на основе опытных данных полевого эксперимента выявили корреляционную связь между величиной показателя полноты удаления листостебельной массы растений V , % ( Vа(п) - на посевах лука-репки, vь(n) - на посевах лука-севка) и частотой вращения рабочих органов (п, мин-1), которая выражается уравнением параболической функции:

V (п) = 72,82 + 0,0246п - 6 40-6 п2. (4) Коэффициент корреляции Я = 0,99, Бр = 184,5 >

> Бт = 18,5 (при доверительной вероятности 95 %).

V (п) = 80,885 + 0,0157 п - 3,5 • 10-6п2 . (5) Коэффициент корреляции Я = 0,99, Бр = 65,4 >

> Бт = 18,5 (при доверительной вероятности 95 %).

При проверке нуль-гипотезы об однородности выборочных дисперсий по критерию Фишера влияние фактора V на изучаемый процесс признано существенным, так как выполнено условие Бр > Бт

(расчетное значение критерия Фишера больше его теоретического значения).

Графически зависимость полноты удаления листостебельной массы растений V , % и частоты вращения рабочих органов (п) показана на графике (рисунок 4).

Исходя из анализа приведенной графической зависимости, можно сделать вывод о том, что оптимальное значение частоты вращения рабочих органов машины для удаления листостебельной массы растений находится в интервале от 1 500 до 2 200 мин-1. Снижение частоты до 1 200 мин-1 и ниже приводит к значительному уменьшению полноты удаления листостебельной массы растений за счет роста участков с не удалённой массой растений. Увеличение же частоты вращения рабочих органов ботвоуборочной машины свыше 2 200 мин-1 обеспечивает более полное удаление массы растений, однако приводит к повышенному износу вращающихся элементов рабочих органов машины.

100

о и то 5

JS

0

1 -О

с;

0) ю

си t-о о

I-

о с;

СЦ

X Q) С го

5

0

1

с; о 1=

98

96

94

92

90

л/ у/ ¿г

.у У

' ^•к.п^Ь) Полнота удаления на посевах лука-репки "'А.. пь(Ь) Полнота удаления на посевах лука-севка

86

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Частота вращения рабочих органов - п, мин"1 Рисунок 4 - График зависимости полноты удаления листостебельной массы растений: v (v а(n) - на посевах лука-репки, vb(n) - на посевах лука-севка) от частоты вращения рабочих органов n

Данные графических зависимостей, полученные при полевых исследованиях удаления листо-стебельной массы на посевах лука-репки и лука-севка, позволили подтвердить оптимальные конструктивно-кинематические параметры ботвоуборочной машины, выявленные при предыдущих теоретических исследованиях. На графиках видно, что на полноту удаления листостебельной массы растений значительное влияние оказывают угол установ-

ки ножей и частота их вращения, особенно в большей степени это наблюдается на посевах лука-севка, что объясняется небольшой массой надземной части растений лука-севка по сравнению с луком-репкой.

Заключение

В результате проведенных исследований определены возможности оптимизации конструктивно-кинематических характеристик машины для

удаления листостебельной массы растений на посевах лука. Полевые исследования машины по удалению листостебельной массы подтвердили результаты теоретических исследований. На полноту удаления листостебельной массы растений значительное влияние оказывают угол установки ножей (оптимальные значения 50...58 градусов) и частота их вращения (оптимальные значения в интервале 1 500.2 200 мин-1), особенно в большей степени это наблюдается на посевах лука-севка. Показатель полноты удаления листостебельной массы (95...98,2 %), полученный в ходе полевых работ, полностью соответствует требованиям, предъявляемым к уборочным машинам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ларюшин Н. П., Ларюшин А. М., Фролов Д. И. Уборка без задержек // Сельский механизатор. 2007. № 7. С. 48-49.

2. Ларюшин А. М., Ларюшин Н. П., Фролов Д. И. Совершенствование технологии уборки лука // Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. М. : Академия наук о Земле, 2007. С. 17-18.

3. Фролов Д. И. Разработка обрезчика ботвы лука и сорных растений с обоснованием конструктивных и режимных параметров : автореф. дис. .канд. техн. наук: 05.20.01. Пенза : ПГСХА, 2008. 18 с.

4. Фролов Д. И. Разработка обрезчика ботвы лука и сорных растений с обоснованием конструктивных и режимных параметров : дис. .канд. техн. наук: 05.20.01. Пенза : ПГСХА, 2008. 153 с.

5. Фролов Д. И., Ларюшин А. М., Ларюшин Н. П. Обоснование устройства для удаления ботво-травяной массы // Инновационные технологии в сельском хозяйстве: Сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых. Пенза : РИО ПГСХА, 2006. С. 71-72.

6. Фролов Д. И., Курочкин А. А., Шабуро-ва Г. В. Определение оптимальных параметров бот-воудаляющей машины на посевах лука // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 1 (29). С. 120-126.

7. Ларюшин Н. П., Ларюшин А. М., Фролов Д. И. Устройство для удаления листостебельной массы на посевах лука // Наука и образование -сельскому хозяйству: Сборник материалов науч.-практ. конференции, посв. 55-летию Пензенской ГСХА. Пенза : РИО ПГСХА, 2006. С. 247-248.

8. Ларюшин Н. П., Сущёв С. А., Фролов Д. И., Ларюшин А. М. Ботвоудаляющая машина : пат. 2339208 Российская Федерация : МПК А 01 D 23/02; 2007109990/12; заявл. 19.3.2007 ; опубл. 27.11.2008, Бюл. № 33. 8 с.

9. Ларюшин Н. П., Ларюшин А. М., Фролов Д. И. Обоснование конструктивно-режимных параметров ботвоудаляющего устройства при лабораторных исследованиях // Нива Поволжья. 2008. № 2 (7). С. 46-51.

10. Волков А. А., Фролов Д. И., Ларю-шин А. М. Разработка рабочего органа для удаления листье в лука и сорняков // Современные аспекты развития АПК: Сборник материалов 51-й научной конференции инженерного факультета Пензенской ГСХА. Пенза: РИО ПГСХА, 2006. С. 178-179.

11. Фролов Д. И., Ларюшин Н. П., Ларю-шин А. М. Результаты лабораторных исследований ботвоудаляющего устройства // Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу: Сборник материалов научно-практической конференции молодых ученых. Пенза : РИО ПГСХА, 2007. С.112-114.

12. Фролов Д. И. Анализ работы ботвоудаля-ющего рабочего органа с оптимизацией воздушного потока внутри кожуха // Инновационная техника и технология. 2014. № 4 (01). С. 30-35.

13. Фролов Д. И., Курочкин А. А., Шабуро-ва Г. В. Обоснование оптимальной частоты вращения рабочего органа ботвоудаляющей машины // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 3. С. 18-23.

14. Ларюшин Н. П., Ларюшин А. М., Фролов Д. И. Оптимальные параметры ботвоудаляющего рабочего органа обрезчика листостебельной массы // Тракторы и сельхозмашины. 2010. № 2. С. 15-17.

15. Фролов Д. И., Курочкин А. А., Шабуро-ва Г. В., Каширин Д. Е. Анализ процесса движения воздуха внутри кожуха ботвоудаляющего рабочего органа с обоснованием оптимального угла наклона ножей // Вестник Рязанского государственного аг-ротехнологического университета имени П. А. Ко-стычева. 2015. № 4 (28). С. 67-72.

16. Фролов Д. И., Курочкин А. А. Прочностной анализ модели рабочего органа при влиянии на него центробежной силы // Инновационная техника и технология. 2015. № 2 (03). С. 34-39.

17. Фролов Д. И., Курочкин А. А. Нелинейное оценивание динамических нагрузок модели ботво-удаляющего рабочего органа // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2016. № 2 (18). С. 299-305.

18. Фролов Д. И. Анализ моделирования потоков воздуха внутри кожуха ботвоудаляющей машины // Инновационная техника и технология. 2016. № 2 (07). С. 34-40.

19. Фролов Д. И., Курочкин А. А., Куха-рев О. Н., Ларюшин Н. П. Моделирование работы ботвоудаляющей машины с анализом потоков воз-

духа внутри ее кожуха // Нива Поволжья. 2016. № 3 (40). С. 105-111.

20. Фролов Д. И., Пчелинцева О. Н. Теоретическое обоснование скорости вращения ножей режущего аппарата ботвоудаляющей машины // Инновационная техника и технология. 2015. № 1 (02). С. 50-53.

21. Фролов Д. И., Ларюшин А. М. Результаты лабораторно-полевых исследований машины для удаления листостебельной массы перед уборкой лука // Актуальные проблемы агропромышленного комплекса: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Ульяновск : ГСХА, 2008. С. 197-200.

22. Курочкин А. А., Фролов Д. И. Технология производства кормов на основе термо-вакуумной обработки отходов с.-х. производства // Инновационная техника и технология. 2014. № 4 (01). С. 36-40.

23. Фролов Д. И., Чекайкин С. В. Обоснование рациональных параметров ботвоудаляющей машины на посевах лука // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2014. № 6 (22). С. 158-161.

24. Фролов Д. И. Применение модернизированной ботвоудаляющей машины для скашивании люцерны // Инновационная техника и технология. 2015. № 1 (02). С. 45-49.

REFERENCES

1. Laryushin N. P., Laryushin A. M., Frolov D. I. Uborka bez zaderzhek (Cleaning without delays), Sel'skii mekhanizator, 2007, No. 7, pp. 48-49.

2. Laryushin A. M., Laryushin N. P., Frolov D. I. Sovershenstvovanie tekhnologii uborki luka (Improving the technology of harvesting onions), Trudy mezhduna-rodnogo foruma po problemam nauki, tekhniki i obrazo-vaniya, M, Akademiya nauk o Zemle, 2007, pp. 17-18.

3. Frolov D. I. Razrabotka obrezchika botvy luka i sornykh rastenii s obosnovaniem konstruktivnykh i rezhimnykh parametrov (Development of the cutter for the tops of onions and weeds with the justification of the structural and regime parameters), avtoref. dis. ...kand. tekhn. nauk, 05.20.01, Penza, PGSKhA, 2008, 18 p.

4. Frolov D. I. Razrabotka obrezchika botvy luka i sornykh rastenii s obosnovaniem konstruktivnykh i rezhimnykh parametrov (Development of the cutter for the tops of onions and weeds with the justification of the structural and regime parameters), dis. .kand. tekhn. nauk, 05.20.01, Penza, PGSKhA, 2008, 153 p.

5. Frolov D. I., Laryushin A. M., Laryushin N. P. Obosnovanie ustroistva dlya udaleniya botvo-travyanoi massy (Justification of the device for removal of herbaceous grass mass), Innovatsionnye tekhnologii v sel'skom khozyaistve. Sbornik materialov mezhregio-

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

nal 'noi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh, Penza, RIO PGSKhA, 2006, pp. 71-72.

6. Frolov D. I., Kurochkin A. A., Shaburo-va G. V. Opredelenie optimal'nykh parametrov botvou-dalyayushchei mashiny na posevakh luka (Determination of the optimal parameters haulm removing machine for sowing onion), Vestnik Ul'yanovskoi gosudarst-vennoi sel'skokhozyaistvennoi akademii, 2015, No. 1 (29), pp. 120-126.

7. Laryushin N. P., Laryushin A. M., Frolov D. I. Ustroistvo dlya udaleniya listostebel'noi massy na posevakh luka (Device for removing leaf-weeds in onions), Nauka i obrazovanie - sel'skomu khozyaistvu. Sbornik materialov nauch.-prakt. konferentsii, posv. 55-letiyu Penzenskoi GSKhA, Penza, RIO PGSKhA, 2006, pp. 247-248.

8. Laryushin N. P., Sushchev S. A., Frolov D. I., Laryushin A. M. Botvoudalyayushchaya mashina (Haulm removing mashine), pat. 2339208 Rossiiskaya Federatsiya, MPK A 01 D 23/02, 2007109990/12, za-yavl. 19.3.2007, opubl. 27.11.2008, Byul. № 33, 8 p.

9. Laryushin N. P., Laryushin A. M., Frolov D. I. Obosnovanie konstruktivno-rezhimnykh parametrov botvoudalyayushchego ustroistva pri laboratornykh is-sledovaniyakh (Justification of the constructive-regime parameters of the haulm removing device in laboratory studies), NivaPovolzh'ya, 2008, No. 2 (7), pp. 46-51.

10. Volkov A. A., Frolov D. I., Laryushin A. M. Razrabotka rabochego organa dlya udaleniya list'ev lu-ka i sornyakov (Development of a working organ for the removal of leaves of onions and weeds), Sovreme-nnye aspekty razvitiya APK: Sbornik materialov 51-i nauchnoi konferentsii inzhenernogo fakul'teta Penzenskoi GSKhA, Penza, RIO PGSKhA, 2006, pp. 178-179.

11. Frolov D. I., Laryushin N. P., Laryushin A. M. Rezul'taty laboratornykh issledovanii botvoudalyayushchego ustroistva (The results of laboratory studies of the haulm removing device), Innovatsii molodykh uchenykh agropromyshlennomu kompleksu: Sbornik materialov nauchno-prakticheskoi konferentsii mo-lodykh uchenykh, Penza, RIO PGSKhA, 2007, pp. 112-114.

12. Frolov D. I. Analiz raboty botvo-udalyayushchego rabochego organa s optimizatsiei vozdushnogo potoka vnutri kozhukha (Analysis of work haulm removing working bodies from optimize the airflow inside the casing), Innovatsionnaya tekhnika i tekhnologiya (Innovative machinery and technology), 2014, No. 4 (01), pp. 30-35.

13. Frolov D. I., Kurochkin A. A., Shaburo-va G. V. Obosnovanie optimal'noi chastoty vrashche-niya rabochego organa botvoudalyayushchei mashiny (Substantiation of the haulm removing machine operating element rotation optimum frequency), Izvestiya Sa-

marskoi gosudarstvennoi sel'skokhozyaistvennoi akad-emii, 2013, No. 3, pp. 18-23.

14. Laryushin N. P., Laryushin A. M., Frolov D. I. Optimal'nye parametry botvoudalyayushchego rabo-chego organa obrezchika listostebel'noi massy (Optimal parameters of tops removing working member of cutter for leaf-and-stalk mass), Traktory i sel'khozmashiny, 2010, No. 2, pp. 15-17.

15. Frolov D. I., Kurochkin A. A., Shaburo-va G. V., Kashirin D. E. Analiz protsessa dvizheniya vozdukha vnutri kozhukha botvoudalyayushchego rabochego organa s obosnovaniem optimal'nogo ugla naklona nozhei (Analysis of the motion air inside the housing haulm removing working bodies with justification the optimum angle blades), Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P. A. Kostycheva, 2015, No. 4 (28), pp. 67-72.

16. Frolov D. I., Kurochkin A. A. Prochnostnoi analiz modeli rabochego organa pri vliyanii na nego tsentrobezhnoi sily (Strength analysis model of the working body when the influence of the centrifugal force), Innovatsionnaya tekhnika i tekhnologiya, 2015, No. 2 (03), pp. 34-39.

17. Frolov D. I., Kurochkin A. A. Nelineinoe otsenivanie dinamicheskikh nagruzok modeli botvo-udalyayushchego rabochego organa (Nonlinear estimation of dynamic loads by model haulm removing working body), Modeli, sistemy, seti v ekonomike, tekhnike, prirode i obshchestve, 2016, No. 2 (18), pp. 299-305.

18. Frolov D. I. Analiz modelirovaniya potokov vozdukha vnutri kozhukha botvoudalyayushchei mash-iny (Analysis modeling airflow inside the casing haulm removing machines), Innovatsionnaya tekhnika i tekhnologiya (Innovative machinery and technology), 2016, No. 2 (07), pp. 34-40.

19. Frolov D. I., Kurochkin A. A., Kukha-rev O. N., Laryushin N. P. Modelirovanie raboty bot-voudalyayushchei mashiny s analizom potokov vozdu-

kha vnutri ee kozhukha (Simulation of the operation of a haulm removing machine with an analysis of the flow of air inside its casing), Niva Povolzh'ya, 2016, No. 3 (40), pp. 105-111.

20. Frolov D. I., Pchelintseva O. N. Teoreti-cheskoe obosnovanie skorosti vrashcheniya nozhei rezhushchego apparata botvoudalyayushchei mashiny (Theoretical substantiation rotation speed knivescutting unit haulm removing machines), Innovatsionnaya tekhnika i tekhnologiya, 2015, No. 1 (02), pp. 50-53.

21. Frolov D. I., Laryushin A. M. Rezul'taty la-boratorno-polevykh issledovanii mashiny dlya udaleni-ya listostebel'noi massy pered uborkoi luka (Results of laboratory-field studies of the machine for removal of leaf-weights before harvesting onion), Aktual'nye prob-lemy agropromyshlennogo kompleksa. Materialy Vse-rossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Ul'yanovsk, GSKhA, 2008, pp. 197-200.

22. Kurochkin A. A., Frolov D. I. Tekhnologiya proizvodstva kormov na osnove termo-vakuumnoi obrabotki otkhodov s.-kh. proizvodstva (Feed production technology on the basis of thermo-vacuum waste processing), Innovatsionnaya tekhnika i tekhnologiya, 2014, No. 4 (01), pp. 36-40.

23. Frolov D. I., Chekaikin S. V. Obosnovanie ratsional'nykh parametrov botvoudalyayushchei mash-iny na posevakh luka (Reasoning effective parameters of the haulm removing machine on sowings of the onion), XXI vek: itogi proshlogo i problemy nastoyash-chegoplyus, 2014, No. 6 (22), pp. 158-161.

24. Frolov D. I. Primenenie modernizirovannoi botvoudalyayushchei mashiny dlya skashivanii lyutserny (Application modernized haulm removal machine for cutting alfalfa), Innovatsionnaya tekhnika i tekhnologiya, 2015, No. 1 (02), pp. 45-49.

Дата поступления статьи в редакцию 20.02.2017, принята к публикации 14.04.2017.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.