CC BY
164
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таким образом, с помощью двумерных сечений были определены оптимальные значения факторов, наиболее влияющих на процесс улавливания проращенных семян и повреждения ростков, и рекомендованы следующие интервалы: х1 - диаметр семяпровода 20.. .22 мм, х2 - приведенный радиус уловителя 32.. .36 мм, х3 - разряжение воздуха при захвате семени 0,6.. .1,2 кПа. При этом допустимые по техническим условиям потери составят не более 2 %.
Библиографический список
1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.
2. Мельников, Е.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов [Текст] / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - Л.: Колос. Ленинградское отделение, 1980. - 168 с.
3. Румшанский, Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст]: справочное руководство / Л.З. Румшанский. - М., 1971. - 192 с.
4. Цепляев, А.Н. Исследование работы модернизированного сошника для высева проращенных семян бахчевых культур [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2009. - №4 (16). - С. 83-88.
5. Цепляев, А.Н. Модернизированный сошник для высева семян бахчевых культур [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева //Сельский механизатор. -2009. - №5. - С. 8.
6. Цепляев, А.Н. Теоретическое определение скорости воздушного потока для подачи проращенных семян в семяпровод [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2014. - №1 (33). - С. 212-216.
E-mail: etrusyaeva@yandex.ru
УДК 631.316.022:333.5
ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ВНЕСЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ОСНОВНОЙ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ
М.Н. Шапров, доктор технических наук, профессор В.М. Новохатский, кандидат технических наук
Волгоградский государственный аграрный университет
Предложена конструкция плуга-удобрителя, позволяющего осуществлять основную безотвальную обработку почвы с одновременным внутрипочвенным внесением минеральных удобрений и теоретически обоснованы параметры рабочего органа для выполнения этих операций.
Ключевые слова: основная безотвальная обработка почвы, удобрения, плуг, стойка «СибИМЭ», тукораспределяющее устройство.
Для получения в степной зоне Волго-Донского междуречья устойчивых урожаев применяют, как правило, безотвальную основную обработку почвы, позволяющую сохранять на поле стерню, задерживающую влагу и препятствующую выдуванию верхнего слоя почвы. Особый интерес при этом вызывает вопрос, касающийся способов внесения удобрений. Если обеспечение растений азотом на этих почвах не является проблемой, так как соли аммония и нитратов являются легкоподвижными по глубине, то внесение малоподвижного трудноусвояемого растениями фосфора в виде малорастворимых фосфатов требует непосредственного их внесения в корнеобитаемый (10.30 см) слой почвы с достаточной его влагообеспеченностью [1, 2].
220
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Рисунок 1 - Конструктивно-технологическая схема плуга-удобрителя:
1 - рама плуга, 2 - опорное колесо, 3 - рабочий орган, 4 - бункер для удобрений,
5 - дисковый дозатор, 6 - привод дисковых дозаторов, 7 - вентилятор, 8 - гидромотор,
9 - воздуховод, 10 - тукопровода, 11 - карданная передача, 12 - цепная передача,
13 - конический редуктор, 14 - вал привода
Существующие культиваторы-плоскорезы типа КПГ-2,2 с приспособлением для внесения удобрений не обеспечивают внесение в подпахотный горизонт равномернораспределенного по ширине захвата слоя минеральных удобрений.
В связи с этим, актуальной является при основной безотвальной обработке почвы проблема повышения качества ее рыхления и внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений.
Для реализации предлагаемого подхода нами была разработана конструктивнотехнологическая схема плуга-удобрителя, состоящего из рамы 1 навесного плуга ПЛП
6 - 35 (рис. 1), опорного колеса 2 с почвозацепами и регулятором глубины, рабочих органов 3, двух бункеров для удобрений 4 с дисковыми дозаторами 5, механизма привода дозаторов удобрений 6 и нагнетателя воздушного потока 7 с гидроприводом 8 [3, 4].
Рабочим органом 3 является стойка СибИМЭ, сзади которой установлен удобритель с подходящими к нему воздуховодом 9 и тукопроводом 10.
Удобритель, крепящийся к стойке 1 (рис. 2), включает: смеситель 2, направитель 3 с полуконусом 4, трубку-распределитель 5 и отражатель, установленный за полуконусом 4.
221
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Рисунок 2 - Схема рабочего органа плуга-удобрителя:
1 - стойка, 2 - смеситель, 3 - направитель, 4 - полуконус, 5 - трубка-распределитель
Смеситель имеет патрубки для подвода соответственно воздуха и туков, а внизу - расширение под направитель 3, который имеет левую и правую направляющие плоскости, а в центре внизу - полуконус 4, приваренный к задней пластине направителя.
При движении плуга вращение от опорного колеса 2 (рис. 1) через карданную 11 и цепную передачи 12, а также конический редуктор 13 и вал привода 14 передается на дисковые дозаторы 5. Удобрения подают двумя потоками к удобрителям рабочих органов 3. Туда же нагнетаются по шлангам воздушные потоки от вентилятора 7, приводимого в действие гидромотором 8. Удобрения подаются дисковым дозатором в патрубок смесителя, где они подхватываются воздушным потоком, создаваемым вентилятором, и посредством направителя с полуконусом, трубки-распределителя и отражателя, распределяются по всей ширине рабочего органа.
Равномерность распределения удобрений по ширине захвата рабочего органа во многом зависит от параметров тукораспределительного устройства.
Как уже отмечалось, в процессе перемещения по смесителю двухкомпонентный поток попадает на направитель. Ударяясь, частицы удобрений отражаются от поверхности направителя, изменяя свою скорость и приобретая необходимую траекторию движения в горизонтальной плоскости.
Направитель состоит из двух частей: конической 1 и параболической 2 (рис. 3), которая по своей длине имеет различную кривизну, что позволяет изменять скорость и направление последующего движения частиц удобрения после контакта с ней, обеспечивая их поступление в трубку-распределитель.
Рассмотрим данное взаимодействие частицы с параболической частью направи-
теля.
Скорость тела до удара Vn направлена под углом падения а к поверхности. После удара тело отскакивает от неподвижной поверхности со скоростью V0 под углом отражения в к общей нормали N (рис. 4).
Для того чтобы определить скорость отраженной частицы в горизонтальной плоскости, проведем ось Ox перпендикулярно скорости падения Vn.
222
***** известия *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
№ 2 (38), 2015
Рисунок 3 - Направитель:
1 - полуконус; 2 - параболический направитель
Рисунок 4 - Схема для определения коэффициента восстановления при косом ударе о поверхность направителя
Проекция скорости отражения V0 на ось Ox будет определяться следующим образом:
Vox = Vo COs| Г |. (1)
При этом у = р - а . Как известно между скоростью падения и скоростью отражения существует следующая зависимость:
Vo = V„k,, (2)
где kB - коэффициент восстановления частицы удобрения, который определяется по формуле:
k = tga
в tg(90 - р) .
(3)
Подставив оба значения в уравнение (1), получим:
Vox = k.V, cos(p-a). (4)
Форма параболы, описываемая уравнением y = ax2, зависит от значения коэффициента а. Зная высоту направителя ун и половину его ширины хн, определяем а:
Ун
а =
х„
(5)
Из математики известно, что производная от функции f (а) в точке x является угловым коэффициентом касательной, проведенной к кривой у = f (x) в точке с абсциссой x, то есть:
f(x)= tga , (6)
где а - угол между осью Ox и касательной к кривой в данной точке.
Таким образом, поверхность параболического направителя можно представить в виде множества касательных с разной абсциссой.
Рассмотрим два частных случая движения частиц удобрений после контакта с поверхностью параболического направителя (рис. 5):
1. Частица контактирует с параболическим направителем в точке (•) А1.
Для того чтобы частица беспрепятственно долетела до трубки-распределителя (не контактируя с поверхностью А2 - А4 смесителя), необходимо выполнение следующего неравенства:
223
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Z(P-a) > (Z4ДЛ2), (7)
где a - угол падения частицы; (5 - угол отражения частицы; (•)А4 - крайняя точка смесителя; (•)А2 - проекция (•)Ах на смеситель.
Рисунок 5 -Схема удара частицы удобрения о параболическую поверхность направителя
При этом установлено, что при a < 100 направление скорости гранул после ударов приближается к плоскости отражения. Таким образом, частицы после контакта будут двигаться по поверхности параболического направителя.
2. Частица удобрений контактирует с поверхностью параболического направителя в точке (•) А3. После контакта частица имеет некоторую скорость относительно оси Ox .
Время полета частицы t0 при этом будет определяться выражением:
где z4
t0
2 z„
g
расстояние от точки контакта до трубки-распределителя, м.
(8)
При этом, учитывая уравнение 5, получим
z4 = ax1 = :
2
н
x
н
(9)
Здесь х1 - значение абсцисс в точке (•)А3.
Путь частицы в горизонтальной плоскости после удара о поверхность параболического направителя определяется следующим образом:
L
0
V t = V
v oX 0 v ox
2z
g
(10)
Таким образом, полученные уравнения позволяют рассчитать профиль параболического направителя, обеспечивающего поступление частиц удобрений в трубку-распределитель.
Библиографический список
1. Кореньков, Д.А. Минеральные удобрения и их рациональное применение [Текст] / Д.А. Кореньков. - М.: Россельхозиздат, 1984. - 176 с.
2. Носов, П.В. Фосфорные удобрения и их рациональное использование [Текст] / П.В. Носов. - Краснодар, 1969. - 110 с.
224
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
3. Новохатский, В.М Плуг - удобритель [Текст] / В.М. Новохатский, М.Н. Шапров // Сельский механизатор. - 2008.- № 7. - С. 16.
4. Шапров, М.Н. Совершенствование технологии внутрипочвенного внесения основной дозы твердых минеральных удобрений при основной обработке почвы [Текст] / М.Н. Шапров, В.М. Новохатский // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2008. - №1 (9). - С. 16-22.
E-mail: m.shaprov@yandex.ru
УДК 631.331:635.61
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫДЕЛИТЕЛЯ СЕМЯН ИЗ ПЛОДОВ БАХЧЕВЫХ
А.Ю. Китов, кандидат технических наук, доцент Н.И. Кульченко, кандидат технических наук, доцент
Волгоградский государственный аграрный университет
Разработан выделитель семян из плодов бахчевых культур истирающего типа, который позволяет выделять семена без ударных воздействий и повреждений. В результате экспериментальных исследований оптимизированы конструктивные и кинематические параметры с учётом полноты выделения семян.
Ключевые слова: выделитель семян, повреждение семян, семена бахчевых культур, выделитель истирающего типа, бахчевые культуры, ножевой барабан, транспортёр, ячейка, регулируемое решето.
В процессе получения семян бахчевых культур наиболее сложной и энергоемкой операцией является их выделение из плодов. Существующие конструктивнотехнологические решения выделителей семян не обеспечивают эффективной и качественной работы, что приводит к снижению производства бахчевых культур [3].
В лаборатории «Механизация бахчеводства» Волгоградского ГАУ разработан и испытан выделитель семян из плодов бахчевых культур истирающего типа, принцип действия которого заключается в вытирании семян из плодов бахчевых культур, предварительно разрезанных на куски (патент РФ № 2055494).
Данный принцип действия позволяет выделять семена без ударных воздействий и повреждений.
Выделитель, схема которого представлена на рисунке 1, работает следующим образом.
Плоды подаются из ёмкости с водой 1 к захватам питающего наклонного транспортёра комбайна 2, натяжение которого регулируется винтом успокоителя 3. Далее они направляются на измельчение ножевым барабаном 4. Возникающие завихрения воздуха гасятся отсекателем воздушного потока 5. Затем куски плодов по деке 6 поступают на выделитель транспортёрного типа, состоящий из верхнего транспортёра с упругими планками 7 и нижнего сетчатого транспортёра 8. Планки верхнего транспортёра 7 захватывают куски и, прижимая их к нижнему сетчатому транспортёру 8, протягивают их по его поверхности. В результате этого семена проходят сквозь ячейки нижнего сетчатого транспортёра 8, а корка сбрасывается на отводной транспортёр 10. Вместе с семенами сквозь ячейки сетчатого транспортёра проходят мезга и мелкая корка. Её отделение от семян осуществляется на дополнительном устройстве, смонтированном под сетчатым транспортёром в виде регулируемых решёт 9. Выделенные семена шнеком с эластичным ободом 11 подаются в бункер-накопитель семян комбайна. Из него они выгрузным шнеком направляются в машину для отмывки семян, из которой после сушки затариваются в мешки и увозятся в семяхранилище хозяйства. Сок и мезга, пройдя через решёта шнеком 11, через специальный выход 12 выводятся из машины
225
