Зависимость высева несыпучих семянот частоты вращения катушки и толщины слоя высеваемого материала в бункере Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Вестник АПК

Агроинженерия -:№ 4(12), 2013. " "

УДК 631.33.024.3

Трухачев Е. Д., Данилов М. В., Малиев В. Х.

Trukhachev E. D., Danilov M. V., Maliev V. H.

ЗАВИСИМОСТЬ ВЫСЕВА НЕСЫПУЧИХ СЕМЯН ОТ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КАТУШКИ И ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ВЫСЕВАЕМОГО МАТЕРИАЛА В БУНКЕРЕ

DEPENDENCE OF SOWING NON LOOSE SEEDS ON THE SPEED OF A ROLLER ROTATION AND THICKNESS OF SEEDBED IN A HOPPER

Представлены материалы двухфакторных экспериментальных исследований по высеву несыпучего семенного материала прутняка простертого. Установлено, что степень влияния толщины слоя семян в бункере на высев крайним аппаратом составила 0,20 %, а сочетание факторов п и И (частота вращения катушки и толщина слоя семян) - 7,30 %. Полученные результаты общей неустойчивости высева удовлетворяют агротехническим требованиям.

Ключевые слова: несыпучие семена, высев, общая неустойчивость высева, уравнение регрессии, поверхность отклика, агротехнические требования, коэффициент вариации высева.

The materials two-factor experimental studies on seeding non flowing seeds of kochia prostrata. Found that the degree of influence of the layer thickness in the seed bunker on the the extreme seeding unit was 0,20 %, and a combination of factors n and h (speed and the thickness of the coil seeds) - 7,30 %. The results satisfy the general instability seeding agro-technical requirements.

Key words: non flowing seeds, seeding, general instability seeding, the regression equation, response surface, agro-technical requirements, variation coefficient of seeding.

Трухачев Евгений Дмитриевич -

ассистент кафедры «Процессы и машины в агробизнесе»

Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-918-871-38-48 E-mail: trukachevinf@stgau.ru

Данилов Михаил Владимирович -

кандидат технических наук, доцент кафедры «Процессы и машины в агробизнесе», Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-962-446-74-97 E-mail: mfsgau@mail.ru

Малиев Владимир Хамбиевич -

доктор технических наук, профессор кафедры «Процессы и машины в агробизнесе» Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-918-871-73-62 E-mail: vladimir_maliev@mail.ru

Trukhachev Evgeniy Dmitrievich -

assistant of the departments

«Process and machines in agrobusiness»,

Stavropol State

Agrarian University

Tel.: 8-918-871-38-48

E-mail: trukachevinf@stgau.ru

Danilov Michail Vladimirovich -

PhD, lecture of the departments «Process and machines in agrobusiness», Stavropol State Agrarian University Tel.: 8-962-446-74-97 E-mail: mfsgau@mail.ru

Maliev Vladimir Hambievich -

PhD, professor of the departments

«Process and machines in agrobusiness»,

Stavropol State

Agrarian University

Tel.: 8-918-871-73-62

E-mail: vladimir_maliev@mail.ru

В работе [1] представлены результаты экспериментальных исследований с целью определения влияния частоты вращения катушек, толщины слоя семян прутняка простертого (песчаного) в бункере и его поперечного крена на производительность высева.

Приведенные факторы имели следующие значения. Частота п: 8,12,16 и 20 мин-1; толщина слоя высеваемого материала И: 0,14 и 0,28 м; поперечный крен а: 0, 4 и 8 градусов.

Причем высевали семена одновременно тремя катушками, что позволяет определить неравномерность высева между отдельными аппаратами.

Из приведенных условий проведения экспериментов по типу 23 видно, что исследовать степень влияния толщины слоя семян в бункере на высев следовало при больших значениях И.

Поэтому новая серия экспериментов по типу 22 предусматривала изменение только лишь двух факторов, влияющих на высев, т. е. п и И. Они соответственно имели следующие значения: 8, 12, 16 и 20 мин-1 и 0,14; 0,28 и 0,42 м.

В данной серии высев осуществляли крайним аппаратом из отдельного отсека бункера.

Остальные условия исследований были такими же, как в экспериментах типа 23.

Следовательно, основные факторы и уровни их варьирования в натуральном и кодирован-

86

,,„ „„„„, Jj Ставрополья

научно-практическии журнал

ном выражениях выбраны исходя из этих условий (табл. 1).

Таблица 1 - Основные факторы и уровни их варьирования для эксперимента типа 22

Уровень Частота вращения катушки Толщина слоя семян в бункере

Натуральное обозначение n, с-1 h, м

Верхний 0,27 0,42

Основной 0,20 0,28

Нижний 0,13 0,14

Кодированное обозначение Х1 Х2

Верхний + 1 + 1

Основной 0 0

Нижний -1 -1

По результатам экспериментальных исследований предстояло составить уравнения регрессии в кодированном и натуральном видах. Для параметра оптимизации в общем виде оно напишется так:

У^к) = Ьо ± ЬЛ ± Ь2Х2 ± Ь^Х^. (1)

После проведения экспериментов полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты проведения полного факторного эксперимента типа 22

№ Повторность Уровень фактора У(Ок)

опыта X1 X2

1 11,25

2 11,61

1 3 (+1) (+1) 10,73

4 0,27 0,42 10,70

5 11,50

6 11,23

1 11,86

2 12,02

2 3 (+1) (-1) 11,57

4 0,27 0,14 11,03

5 11,55

6 11,27

1 7,19

2 6,43

3 3 (-1) (+1) 7,12

4 0,13 0,42 7,08

5 6,26

6 7,05

1 6,76

2 6,41

4 3 (-1) (-1) 6,05

4 0,13 0,14 6,70

5 6,42

6 6,60

На основе материалов, приведенных в таблице 2, были рассчитаны средние значения отклика и построчных дисперсий для y(QK), однородность которых проверена по критерию Кохрена на 5 % уровне значимости. Расчеты значений дисперсий воспроизводимости откликов свидетельствуют о внутренней стабильности исследуемого объекта.

Далее рассчитаны коэффициенты уравнения регрессии, значимость которых проверена с использованием t-критерия Стьюдента согласно работам [2, 3, 4, 5].

С учетом значимых коэффициентов регрессии уравнение (1) можно представить так:

y(QJ = 9,016 + 2,343Xi - 0,186X1X2. (2)

Адекватность уравнения (2) определили путем сравнения дисперсии воспроизводимости с дисперсией адекватности с помощью критерия Фишера.

После перехода от кодированного вида к натуральному уравнение (2) перепишется так:

Qk = 1,257 + 38,796-n - 18,980-n-h + 3,76-h. (3)

Полученное уравнение регрессии устанавливает зависимость количества высеваемого материала в единицу времени от частоты n и толщины слоя семян в бункере h.

Геометрической интерпретацией уравнения (3) являются поверхность отклика (рис. 1), изолинии (двумерные сечения) поверхности отклика (рис. 2) и диаграмма Парето (рис. 3), при анализе которых установлено, что степень влияния h на высев крайним правым аппаратом Qk при изменении (последовательном) данного фактора в 42, 28 и 14 см составила 0,20 %, а сочетание факторов n и h имела степень влияния 7,30 %. Следовательно, основная доля степени влияния на высев приходится на частоту вращения катушки. При этом по всем повторностям высев увеличивался плавно.

Кроме того, следует отметить, что в целом коэффициенты вариации, вычисленные по результатам материалов экспериментов (табл. 3) и характеризующие общую неустойчивость высева, изменялись в диапазоне 1,65...6,98 %.

Такие показатели соответствуют агротехническим требованиям на высев даже сыпучих семенных материалов, поэтому в дальнейших исследованиях с целью устранения сводов необходимо предусмотреть разделение бункера на три отсека.

Следует также подчеркнуть, что после включения в работу экспериментального устройства над дальним концом спирали через определенное время образуется свод, который затем под воздействием потока высеваемого материала вдоль бункера разрушается.

Об этом свидетельствует возникновение провала над дальней частью спирали, зафиксированного видеосъемкой камерой JVC модели GZ - MG 130E (рис. 4).

Со временем провал увеличивается, благодаря чему высеваемый материал постепенно осыпается на дно бункера.

и

естник ЛПК

_.. __ ___Агроинженерия

№ 4(12), 2013 ' Г —

87

О < 9 О < 8

О < 7

Рисунок 1 - Поверхность отклика: Qк - производительность крайнего аппарата, г/с

0,13 0,15 0,17 0,19 0,21 0,23 0,25 °'27СЗ < 1

Х1(п), с-1

Рисунок 2 - Изолинии поверхности отклика: Y - производительность крайнего аппарата

Ежеквартопьный научно-практический

журнал ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

(1)Х1(п), с-1

1Ьу2

(2)Х2(И),

-0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

Рисунок 3 - Диаграмма Парето - степень влияния каждого фактора и их сочетаний на параметр оптимизации Y(Qк) для плана 22

Рисунок 4 - Момент появления провала в семенном материале над дальней частью спирали

На основе полученных экспериментальных данных можно сделать однозначный вывод о том, что в случае высева несыпучих семян из отдельного отсека крайним аппаратом общая

неустойчивость высева удовлетворяет агротехническим требованиям независимо от частоты вращения катушки и высоты слоя семян в бункере.

Вестник АПК

Агроинженерия -:№ 4(12), 2013. " "

Таблица 3 - Показатели высева семян прутняка песчаного правым аппаратом нового высевающего устройства

Частота вращения катушки, n, мин-1 Толщина слоя семян в бункере, h, см Повторности, г МСр, г а2, г а, г V, %

1-я 2-я 3-я 4-я 5-я 6-я

8 14 6,76 6,41 6,05 6,70 6,42 6,60 6,49 0,067 0,259 3,99

28 6,19 6,94 6,00 6,84 6,93 7,16 6,68 0,217 0,466 6,98

42 7,16 6,43 7,12 7,08 6,26 7,05 6,86 0,161 0,400 5,83

12 14 9,09 9,83 10,55 9,49 10,53 9,64 9,86 0,341 0,584 5,92

28 9,04 10,07 10,00 10,51 10,03 9,83 9,91 0,230 0,484 4,88

42 9,10 9,36 9,00 8,78 9,17 9,10 9,09 0,037 0,192 2,12

16 14 11,86 12,02 11,57 11,03 11,55 11,27 11,55 0,133 0,370 3,20

28 12,00 11,84 11,84 11,10 11,51 11,86 11,69 0,110 0,332 2,84

42 11,25 11,61 10,73 10,70 11,50 11,23 11,17 0,145 0,380 3,42

20 14 13,97 13,58 13,32 13,83 13,77 13,75 13,70 0,050 0,230 1,65

28 13,73 13,82 13,19 13,36 13,44 13,44 13,50 0,050 0,230 1,72

42 13,47 13,10 13,83 13,10 13,34 14,34 13,42 0,360 0,600 4,47

Литература

1. Михеев К. А. Анализ данных на домашнем компьютере. СПб., 2002. 124 с.

2. Боровиков В. А. Искусство анализа данных на компьютере: для профессионалов. СПб., 2003. 688 с.

3. Юдин М. И. Планирование эксперимента

и обработка его результатов. Краснодар : КубГАУ, 2004. 240 с.

4. Тавасиев Р. М., Ходова Л. Д., Качмазова Э. К. Методика и визуализация расчета многофакторного эксперимента. Владикавказ : Горский ГАУ, 2009. 34 с.

References

1. Mikheev K. A. Analysis of the data on your home computer. St. Petersburg, 2002. P. 124.

2. Borovikov V. A. Art computer data analysis: for professionals. St. Petersburg, 2003. P. 688.

3. Yudin M. I. Design of experiments and

processing of the results. Krasnodar : KubGAU, 2004. P. 240.

4. Tavasiev R. M., Hodova L. D., Kachmazo-

va E. K. Methods of calculation and visualization of multivariate experiment. Vladikavkaz : Gorskiy GAU, 2009. P. 34.