Параметры и режимы работы многофункциональной сошниковой группы пропашной сеялки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Потапов, Анатолий Анатольевич

• Потапов, Анатолий Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Потапов, Анатолий Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ способов посева.

1.2 Агротехнические требования, предъявляемые к посеву пропашных культур (на примере подсолнечника и кукурузы).

1.3 Предпосевная обработка почвы.

1.4 Сошниковые группы.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Изыскания конструктивно-технологических параметров.

2.2 Исследование сошниковой группы.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа исследований.

3.2 Методика изучения физико-механических свойств семян ^ подсолнечника и кукурузы.

3.3 Методика определения тягового сопротивления сошниковой группы пропашной сеялки.

3.4 Методика исследования процесса заделки семян в почву тарелочным сошником.

3.5 Методика определения нормального напряжения сжатия и коэффициента объемного смятия почвы.

3.6 Методика проведения полевых исследований экспериментального образца многофункциональной сошниковой группы.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Результаты изучения физико-механических свойств семян подсолнечника и кукурузы.

4.2 Результаты определения тягового сопротивления многофункциональной сошниковой группы пропашной сеялки.

4.3 Результаты определения процесса заделки семян в почву тарелочным сошником.

4.4 Результаты определения коэффициента объемного смятия и нормального напряжения сжатия.

4.5 Результаты проведения полевых исследований.

4.6-Результаты теоретических расчетов

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СОШНИКОВОЙ ГРУППЫ

ПРОПАШНОЙ СЕЯЛКИ.

5.1 Общие положения определения технико-экономической эффективности.

5.2 Расчет технико-экономических показателей.

5.3 Расчет производительности труда и трудоемкости.

5.4 Расчет эксплуатационных затрат.

5.5 Расчет дополнительной экономии.

5.6 Расчет эффективности капитальных вложений.

5.7 Коэффициент (индекс) доходности капиталовложений.

5.8 Срок окупаемости капитальных вложений.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Параметры и режимы работы многофункциональной сошниковой группы пропашной сеялки»

Сошниковая группа - важнейший узел сеялки. Она должна удалять комки почвы с зоны рядка, делать посевную бороздку, укладывать семена на плотное дно бороздки, выдерживать заданную глубину заделки, обеспечивать хороший контакт семян с почвой, создавать рыхлый мульчирующий надсеменной слой.

Применяемые сошниковые группы, несмотря на их разнообразие, не полностью удовлетворяют поставленным агротехническим требованиям.

Кроме того, ни одна из известных сошниковых групп пропашных сеялок не ведет уничтожение сорняков в защитных зонах рядков одновременно с посевом.

Цель исследования - повышение качественных показателей посева путем совершенствования процесса заделки семян.

Объект исследования - технологический процесс заделки семян при посеве пропашных культур.

Предмет исследования - закономерности процесса заделки семян в зависимости от конструктивных и технологических параметров сошниковой группы сеялки.

Положения, выносимые на защиту:

- технологическая и конструктивная схемы многофункциональной сошниковой группы пропашной сеялки;

- уточненные параметры физико-механических свойств семян и почвы;

- теоретический анализ процесса заделки семян при посеве;

- рациональные параметры и режимы работы сошниковой группы сеялки;

- сравнительные показатели полевых исследований предложенных а технических и технологических решений и их экономическая оценка.

Методика исследования. Теоретические исследования процесса заделки семян и тягового сопротивления многофункциональной сошниковой группы с использованием методов классической механики и математического анализа; экспериментальные исследования с применением тензометрического оборудования КУО\¥А, скоростной видеосъемки, методов планирования многофакторного эксперимента, оценки адекватности и достоверности полученных результатов, определения экономической эффективности.

Для проведения экспериментальных исследований были использованы существующие и разработанные лабораторные установки. Результаты измерений обрабатывались методами математической статистики с применением ЭВМ.

Для проведения экспериментальных исследований были использованы существующие и разработанные лабораторные установки. Результаты измерений обрабатывались методами математической статистики с применением ЭВМ.

Научную новизну составляют:

- способ заделки семян при посеве путем их вдавливания в почву;

- аналитические зависимости, характеризующие взаимодействие семян с сошником и почвой;

- методика экспериментального определения плотности контакта семени с почвой после посева;

Практическая значимость работы. Разработана многофункциональная сошниковая группа, обеспечивающая повышение качественных показателей посева пропашных культур.

Апробация работы. Основные результаты исследований изложены и рекомендованы к публикации на научных конференциях СтГАУ (Ставрополь, 2007.2009 гг.), АГУ (Астрахань 2009), Горский ГАУ (Владикавказ 2009), СГАУ (Саратов 2010). Во Всероссийском смотре-конкурсе лучших научных работ аспирантов и молодых ученых ВУЗов МСХ

РФ, АЧГАА (Зерноград, 2007, 2008 гг.), КБГСХА (Нальчик 2009г.) финале этого конкурса в СГАУ им. Вавилова (Саратов, 2010г.).

Реализация результатов исследования. Экспериментальный образец многофункциональной сошниковой группы пропашной сеялки прошел производственные испытания в КФХ «Любовь» Щпаковского района Ставропольского края. Эскизный проект передан в ЗАО «Техсервис» г. Георгиевск.

Материалы исследований используются в учебном процессе Ставропольского государственного аграрного университета.

Публикация результатов исследования. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в их числе 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Общий объем опубликованных работ составляет 1,21 печатных листов, из которых соискателю принадлежит 0,86 печатных листов. Личный вклад соискателя по совместным исследованиям составляет 60%.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Потапов, Анатолий Анатольевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Применяемые сошниковые группы пропашных сеялок не в полной мере обеспечивают выполнение агротехнических требований: коэффициент вариации расстояния между семенами« в рядке превышает 20 %, поверхностное прйкатывание рядка копирующим катком не вполне отвечает условиям 4 прорастания семян,, одновременно с посевом не ведется, уничтожение всходов сорняков

2. Предложена технологическая и конструктивная ' схема , многофункциональной сошниковой? группы позволяющей качественно заделывать семена, путем вдавливания^ их в подсеменную бороздку, выполнять отвод комков из зоны рядка и прикатывать рядок без уплотнения почвы над ним. Обоснованы параметры предлагаемых рабочих органов: диаметр тарелочного сошника Э = 200 мм; угол крошения/ а=1-20;' ширина горизонтального обода , е = 20 мм; комкоудалитель-выравниватель Ж-образной формы; копирующий каток .состоящий из двух час тей шириной 70 мм каждая, с расстоянием между ними 60 мм; . - . :

3. Уточнены параметры физико-механических и технологических свойств предкавказского. выщелочного чернозема, семян кукурузы К-180, и подсолнечника Лакомка: коэффициент внутреннего трения почвы 0,63; нормальное напряжение сжатия почвы составляет 1974,4.Н/м2; коэффициент объемного смятия - 1772960,1 Н/м ; коэффициент динамического, трения по стальной; поверхности для . семян: кукурузы - 0,46; подсолнечника - 0,36. Коэффициент восстановления семени при ударе аппроксимируется следующей зависимостью = (с/-д). Для семян кукурузы коэффициент аппроксимации кв = 30,3; подсолнечника - 19,6.

4. Для разрушения семени при приложении нагрузки по длине, ширине, высоте его требуется усилие соответственно - для семян кукурузы 146,2; 248,6; 232,3 . Н; для семян подсолнечника 15,1; 40,5; 88,1 Н. Максимальное усилие необходимое для вдавливания, семян в почву составляет: для кукурузы 8,8 Н; для подсолнечника 12,5 Н. Усилие отрыва семян от почвы составляет 0,08—0,13 Н. Вдавливание семян в почву влажностью 18% исключает повреждение семян и обеспечивает плотный контакт их с почвой.

5. Установлено лабораторными исследованиями, что определяющими факторами стабилизации шага посева является глубина подсеменной бороздки А и скорость движения сеялки V. По полученным поверхностям откликов выявлено, что рациональная глубина подсеменной бороздки равна Л = 0,004 м, скорость V— 2,0 м/с.

6. Предложенная сошниковая группа обеспечивает лучшие показатели качества посева в сравнении с применяемой сошниковой группой сеялки СУПН-8А, а именно: коэффициент вариации расстояния между семенами в рядке 8,3 %, глубины заделки семян - 2,94%, в контроле соответственно -27,0 и 7,76 %; плотность почвы в зоне размещения семян составляет 1,23 т/м3, в надсеменном слое - 0,84 т/м3, в контроле соответственно -1,01 и 1,54 т/м3.

7. Расчетная годовая эффективность от внедрения ' многофункциональной сошниковой группы пропашной сеялки составляет

116102,8 руб., срок окупаемости затрат 1,4 года.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Потапов, Анатолий Анатольевич, 2011 год

1. Басин, B.C. Элементы теории процесса точного высева Текст. / В.С.Басин // Труды УкрНИИСХОМа. Харьков. - 1965. - Вып. №2. -24-43 с.

2. Боков, Д.В. Реакция почвы на однодисковые катковый сошник Текст. / Д.В. Боков // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. -№6. - 42 с.

3. Будник, А. В. Планирование эксперимента и обработка результатов Текст. : учеб. пособие для вузов / А. В. Будник,, В. Е. Галузо, К. В. Андрухович. Минск : БГУИР, 2003. - 48 с.

4. Бурбель, А. Н. Белан, Б. А. Землянский и др. Ейск : Изд-во «Адыгея», 1996.- 187 с.

5. Бычков, В.П. Обоснование параметров делителя внутрипочвенно-разбросных сошников Текст. / В.П.Бычков // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2004. №5. — 25 с.

6. Вахитов, Н.У. Исследование влияния конструктивных параметров сошника на процесс высева Текст. / Н.У. Вахитов. Сб.: Совершенствование конструкций сельскохозяйственной техники. -Уфа: Ульяновский СХИ, 1989. - 73-77 с.

7. Вахитов, Н.У. Экспериментальные исследования перемешивания почвы сошниковыми системами Текст. / Н.У. Вахитов. Сб.: .Совершенствование конструкций и методов повышения работоспособности с.-х. техники. - Уфа: Ульяновский СХИ, 1989. - 3436 с.

8. Василенко, В. В. Расчет рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин Текст. : учеб. пособие / В. В. Василенко. Воронеж.: Изд-во ВГУ, 1994.-288 с.

9. Вадюнина, А.Ф. Методы исследования физических свойств почв Текст.: учеб.пособие / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986. - 410 с.

10. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных Текст. / Г. В. Веденяпин. 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Колос, 1973. - 197 с.

11. Веденяпин, Г. В. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / Г. В. Веденяпин, Ю. К. Киртбая, М. П. Сергеев. М. : Сельхозиздат, 1963.-431 с.

12. Венецкий, И. Г. Основы математической статистики Текст. / И. Г. Венецкий, Г. С. Кильдшиев. М. : Госстатиздат, 1963. - 308 с.

13. Вентцель, Е. С. Теория вероятности, Текст. : учеб. для- вузов / Е. С. Вентцель. 6-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 1999. - 576 с.

14. Вольф, В. Г. Статистическая обработка опытных данных Текст. / В. Г. Вольф. М. : Колос, 1966. - 254 с.

15. Воронков, И. М. Курс теоретической механики Текст. / И. М. Воронков. 11-е изд. - М. : Наука, 1964. - 592 с. .

16. Воронюк, Б. А. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений Текст.: методы исследования, приборы, характеристики / Б. А. Воронюк, А. И. Пьянков, Л. В. Мильцева и др. ; ВНИИ с.-х. машиностроения им. Горячкина. М. : Колос, 1970. -423 с.

17. Гольдман, В. Б. Завтра земледельческой техники Текст. / В. Б. Гольдман, А. Б. Школьников. М. : Колос, 1982. - 223 с.

18. Гольдсмит, В Теория и физические свойства соударяемых тел Текст. / В. Гольдсмит. М.: Изд. Литературы по строительству, 1965. - 235 с.

19. Горячкин, В. П. Полное собрание сочинений Текст. / В. П. Горячкин. 2-е изд.-М.: 1968.-Т. 1. -720 с.31