Повышение качества высева семян кормовых трав вибродискретной высевающей системой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Семенихина, Юлия Александровна

• Семенихина, Юлия Александровна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Семенихина, Юлия Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Биологические особенности семян кормовых трав

1.2 Обзор существующих способов высева семян кормовых

трав и средств для их осуществления

1.3 Анализ работ отечественных ученых в области

вибровысева семян сельскохозяйственных культур

1.4 Выводы и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСТЕЧЕНИЯ

СЕМЯН КОРМОВЫХ ТРАВ

2.1 Особенности истечения трудносыпучих семян в вибрационном поле (анализ гибридной модели)

2.2 Определение параметров и режимов вибродискретной высевающей системы одновременного истечения из бункера и дозирования семян кормовых трав

различной степени сыпучести

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Задачи экспериментальных исследований

3.2 Программа экспериментальных исследований

3.3 Оборудование и приборы для проведения исследований

3.4 Методика определения лабораторных исследований

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Физико-технологические свойства семян кормовых трав

4.2 Лабораторные исследования режимов работы вибродискретной высевающей системы при высеве

семян кормовых трав

5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ВИБРОДИСКРЕТНОЙ ВЫСЕВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ПРИ

ВЫСЕВЕ СЕМЯН КОРМОВЫХ ТРАВ

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества высева семян кормовых трав вибродискретной высевающей системой»

ВВЕДЕНИЕ

При возрождении животноводческой отрасли возрастает необходимость возделывания растительной кормовой базы. Кормопроизводство имеет важное и разностороннее значение, так как обеспечивает дешевые и разнообразные корма: зеленную массу, сено, сенаж, силос, травяную муку, брикеты, гранулы и др. Кормовые культуры применяют в качестве сидера-тов, позволяющих улучшать структуру почвы, восстанавливать гумус почвы, обогащают водный и воздушный режимы. Агротехническое значение таких культур в качестве фитомелиорантов заключается в предотвращении водной и ветровой эрозии, дренировании почвы, угнетении роста сорняков. Среди огромного разнообразия кормовых культур особую группу занимают семена, отличающиеся плохой сыпучестью, например, кострец безостый, разновидности овсяницы, житняк и др.

Для каждого типа сеялок разработано большое количество высевающих аппаратов, которые служат для отбора семян из общей массы и формирования дозированного потока с заданными параметрами.

При высеве семян с низкой сыпучестью и повышенной связностью существующие конструкции и системы привода современных высевающих аппаратов не обеспечивают агротехнические требования для посева (норму высева, неравномерность и неустойчивость высева).

В ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии разработаны новые вибрационные высокоточные технологии приема и операций посева сельскохозяйственных культур и удобрений с использованием сменных сошниковых блоков и высевающих аппаратов вибродискретного действия, позволяющих высевать весь диапазон сельскохозяйственных культур. Однако, процесс истечения среднесыпучих и трудносыпучих семян кормовых культур недостаточно исследован ранее.

В работе проведено исследование истечения семян следующих кормо-

вых культур с различной степенью сыпучести: эспарцета, фацелии, житняка, овсяницы, пырея, и костреца безостого из бункера с заданной нормой высева как динамический процесс с изменяющейся нормой высева материала с собственной частотой и скоростью истечения при управлении этим потоком внешних воздействий вибратора, обеспечивающих агротехнические требования посева этих культур.

Поэтому, обоснование параметров и режимов работы вибродискретного высевающего аппарата для высева трудносыпучих и обычных культур, обеспечивающих выполнение агротехнических требований, является актуальным и своевременным.

Научная гипотеза состоит в том, что повышение качества высева трудносыпучих семян возможно при создании вибрационного поля на выходе из бункера путём изменения направленности скоростей и ускорений высеваемого потока для искусственного понижения силы трения и связности сыпучего материала (разрушение связей между семенами).

Цель исследования - повышение качества высева семян кормовых трав вибродискретной высевающей системой путём совершенствования технологического процесса дозирования вибродискретным высевающим аппаратом.

Объект исследования - технологический процесс высева семян кормовых трав различной степени сыпучести, выполняемый исполнительной вибросистемой высева.

Предмет исследования - закономерности взаимодействия качественных показателей высева семян кормовых трав различной степени сыпучести и параметрами и режимами вибродискретной высевающей системой.

Научная новизна заключается в выявлении закономерностей создания управляемого процесса истечения и дозирования семян кормовых трав различной степени сыпучести с использованием виброэффектов. Уточнена и проанализирована гибридная модель истечения и дозирования семян с различной степенью сыпучести, учитывающая диапазон изменения

пластичности семян. Определены физико-механические свойства трудносыпучих семян при истечении их в вибрационном поле.

Практическая значимость работы заключается в получении аналитических зависимостей, которые могут быть использованы при проектировании высевающих виброаппаратов, определении параметров и режимов устойчивого функционирования и обеспечения точного управления дозированием потока семян кормовых трав различной степени сыпучести. Уточненная математическая модель истечения и дозирования трудносыпучих семян может применяться для настройки вибродискретного высевающего аппарата на оптимальные режимы работы при посеве с различными свойствами сыпучести.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях ГНУ СКНИИМЭСХ (бывший ВНИПТИМЭСХ) (2007-2012гг.), ФГОУ ВПО ДГТУ (2009г.), РгеешуБ! (Польша, 2012г.), ФГБОУ ВПО АЧГАА (2012г.).

Публикация результатов работы. Основные положения диссертации опубликованы в семи работах, в том числе в двух изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ: «Механизация и электрификация сельского хозяйства» (2011, №8), «Техника в сельском хозяйстве» (2012, №5). Общий объём опубликованных работ составляет 2,42 п.л.

Работа выполнена в СКНИИМЭСХ в соответствии с Планом фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхозака-демии по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2011-2015 годы по этапу 09.01.02 «Разработать наукоёмкие ресурсосберегающие машинные технологии и технические средства возделывания и уборки зерновых, масличных и других культур».

На основании выполненных исследований:

- разработана новая научная идея интенсификации процесса дозирования трудносыпучих семян путем создания вибрационного поля в потоке мелкосеменных трудносыпучих семян кормовых культур с возможностью

точного управления дозированием потока;

- предложены: новая научная идея, обогащающая научную концепцию создания управляемого процесса истечения трудносыпучих семян из бункера под воздействием мощности электрического импульса; получены эксплуатационные значения режимов вибродискретного высевающего аппарата;

- доказана перспективность использования полученных теоретических положений повышения эффективности процессов высева семян при разработке новых вибрационных дозирующих систем высева семян трав кормовых культур с различной степенью сыпучести.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты обоснования управляемого процесса снижения неравномерности и неустойчивости истечения и дозирования трудносыпучих семян при повышенных коэффициентах трения и малой массы высеваемого материала;

- уточненная математическая модель истечения и дозирования семян различной степени сыпучести, устанавливающая взаимосвязь между массовым расходом семян кормовых трав и параметрами и режимами вибродискретного высевающего аппарата;

- данные экспериментальных исследований физико-механических свойств семян с различной степенью сыпучести и процессов истечения и дозирования трудносыпучих семян в вибрационном поле.

Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что:

- доказана реальная возможность достижения точного дозирования трудносыпучих семян кормовых культур в чистом виде с малыми нормами высева путем создания вибрационного поля в истекающем потоке семян трав кормовых культур с различной степенью сыпучести;

- применительно к проблематике диссертации результативно использована теория массообмена;

- изложен вибрационный технологический процесс, выполняемый испол-

нительной подсистемой высева трудносыпучих семян при создании подвижного слоя в истекающем потоке;

- изучены закономерность собственной и задаваемой скоростей истечения семян при внешнем воздействии вибрационного поля;

- проведена модернизация существующей математической модели высева семян виброустройством, позволяющей получить новые результаты по совершенствованию процесса высева семян трав кормовых культур с различной степенью сыпучести.

Значение полученных результатов исследований для практики подтверждается тем, что:

- разработаны и внедрены рекомендации по технологии высева трудносыпучих семян; материалы исследований переданы в ООО «Реммаш» (г. Глазов Удмуртской Республики) и используются при создании сеялки «Глазовчанка»;

- определены преимущества и перспективы использования вибрационного процесса при истечении семян трав кормовых культур с различной степенью сыпучести для проектных организаций сельскохозяйственных предприятий;

- созданы практические рекомендации по интенсификации высева семян трав кормовых культур с различной степенью сыпучести и регламент по операции этого технологического процесса («Технологический регламент» Приложение I);

- представлены рекомендации по совершенствованию посевных машин вибродискретного действия с сокращением норм высева для семян трав кормовых культур с различной степенью сыпучести.

Оценка достоверности результатов исследований выявила:

- для экспериментальных исследований разработаны методики с использованием межрегиональных, национальных и отраслевых стандартов и документов; при обработке экспериментальных данных применены методы математической статистики;

- теория базируется на общепринятых положениях теории массообмена, механики насыпных грузов и не противоречит опубликованным работам

Р.Л. Зенкова, В.А. Богомягких, Н.М. Беспамятновой, В.Н. Денисова;

- идея базируется на результатах практического опыта развитых стран мира, литературных источниках смежных наук, проблем и тенденций;

- использованы результаты ранних исследований Р.Л. Зенкова, В.А. Богомягких, Н.М. Беспамятновой, и др., полученные автором новые данные дополняют общие тенденции науки и практики;

- установлено отсутствие аналогичных по сути и содержанию результатов по тематике исследования в независимых источниках;

- использованы методы сбора данных, обеспечивающие достоверность полученных результатов с достаточным уровнем надежности.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Биологические особенности семян кормовых трав

Кормовые травы широко представлены как зерновыми, так и бобовыми растениями.

Среди злаковых трав, рекомендованных к возделыванию на кормовые цели и использованных в экспериментальных исследованиях, представлены: житняк ширококолосый, пырей бескорневищный, кострец безостый, овсяница луговая. Из бобовых трав исследования проводились с семенами эспарцета и фацелии.

Эспарцет (Onobrychis viciifolia Scop.) - многолетнее растение из семейства бобовые. Соцветие - длинная кисть с розовыми или красными цветками; плод -односемянный боб полушаровидной формы с шипиками и без, с трудом отделяемыми от семян. Поэтому, их обычно высевают с оболочкой. Семена фасоле-видной формы с гладкой, блестящей кожицей зеленовато-бурого цвета. Сильноразвитая корневая система проникает в почву на глубину 1-2 м. Норма высева эспарцета в чистом виде при широкорядном посеве 25-35 кг/га, при сплошном рядовом - 70-100 кг/га [34, 35, 44].

Фацелия пижмолистная (Phacelia tanacetifolia Benth.) - растение относится к семейству Водолистниковые. Цветки правильные, на коротких цветоножках или почти сидячие, собраны в густые или редкие колосовидные соцветия, голубые, фиолетовые, белые или редко грязно-желтые. Венчик колокольчатый, ко-локольчато-трубчатый или почти колосовидный. Плод - коробочка. Семена мелкие, на 1 г приходится около 700 семян. Фацелия пижмолистная не поражается болезнями и вредителями, является фитосанитарной культурой, подавляет рост и развитие сорняков, размножающиеся на корнях фацелии азотфиксирую-щие бактерии обогащают почву соединениями азота, глубоко разрыхляют почву и обогащают её органикой при запашке. Фацелия - хороший медонос. Воз-

делывают фацелию обычно в качестве поукосной и пожнивной культуры. Она хорошо удается по пласту трав. Её высевают в промежуточных посевах в чистом виде с междурядьями 15 и 30 см и в смесях. Норм высева семян в чистых посевах в зависимости от ширины междурядий и плодородия почв от 6-8 до 1020 кг/га. Укосной спелости достигает в фазе бутонизции, через 40-55 дней после сходов [34, 44, 50].

Житняк ширококолосый (Agropyron pectiniforme Roem. et Schult.) - многолетний рыхлокустовой злак, ксерофит. Относится к семейству злаковых, роду пыреев. Является равнинным растением, отличается узким колосом, обладает высокой морозостойкостью, неприхотлив к составу почвы. Семена классифицированы как нетекучие. Применяется при организации искусственных пастбищ, залужении спортивных площадок, газонов. Образует плотную дернину, улучшает структуру и плодородие почвы. Применяется для закрепления эродированных почв. Формирует урожай зеленой массы - 8-15 т/га, сена - 15-20 ц/га. Средний урожай семян - 1,0-3,0 ц/га. Норма высева семян житняка в чистом виде при обычном рядовом посеве 10-12 кг/га, для широкорядного 6-8 кг/га [34, 44, 49, 50, 52].

Овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.) - многолетний злак, мезофит. Соцветие - метелка. Плод - зерновка, удлиненная, желобчатая, серовато-желтоватая. Масса 1000 семян 2,2-2,4 г. Овсяница луговая имеет мощную мочковатую корневую систему, нередко проникающую на глубину свыше 1,5 м. Однако, основная масса корней расположена в верхнем слое почвы на глубине 18-20 см. и хорошо расчленяет ее на мелкие комочки. Улучшает структуру и плодородие почвы. Применяется для закрепления эродированных почв. Формирует урожай зеленой массы за 2 укоса - 200-380 ц/га, сена - 54-92 ц/га. Средний урожай семян - 2,5-5,0 ц/га, а в лучших случаях до 8,0-10,0 ц/га. Глубина заделки семян 2 - 3 см. Норма высева семян в чистом виде: при широкорядном посеве - 8 - 9 кг/га, при сплошном рядовом - 15 - 16 кг/га [34, 44].

Пырей бескорневищный (Roegneria trachycaulon Nevski). Соцветие - колос, чаще прямой, рыхлый, двухсторонний, 10-15 см длиной. Колоски 2-3 цветко-

вые, почти сидячие, слабо сжатые с боков. Колосковые чешуи с шероховатыми от шипиков жилками, на внутренней стороне с коротким пушком. Нижние цветковые чешуи по спинке голые, крайне редко с одиночными шипиками в верхней части, с прямой остью, равной чешуе или длиннее. Семена (зерновки) соломенно-желтого цвета, продолговатые, наверху волосистые, с внутренней стороны слабовогнутые. Улучшает структуру и плодородие почвы. Применяется для закрепления эродированных почв и создания искусственных пастбищ, а также в кормопроизводстве. На второй год жизни формирует урожай зеленой массы 140-270 ц/га, сена - 30-60 ц/га. Средний урожай семян - 3,0-4,0 ц/га. Норма высева при сплошном рядовом посеве - 16-18 кг/га, при широкорядном -8-10 кг/га [1,34, 44, 49].

Кострец безостый (Вготш тегпнБ ЬеуББ.) [34, 44, 48]. Соцветие - метелка. Плод - сплюснутая, удлиненная зерновка, плохо сыпучая, темно-коричневая, покрытая цветковыми чешуйками. Используется как пастбищное и сенокосное растение, на зеленую подкормку, силос, сенаж, травяную муку. Ценный компонент травосмесей при организации культурных долголетних пастбищ. Хорошо поедается всеми домашними животными. Формирует урожай зеленой массы за 2 укоса - 250-400 ц/га, сена - 65-95 ц/га. Средний урожай семян - 2,0-7,0 ц/га. Улучшает структуру и плодородие почвы. Применяется для закрепления эродированных почв, при залужении спортивных площадок, газонов. Плохо высевается обычными, а также специализированными сеялками. Используется для создания культурных пастбищ и сенокосов, закрепления земель, подверженных смыву. Корневища длинные, упругие, дающие многочисленные побеги, корневая система углубляется до 1,5-2 м. Используется в травосмесях для луговых газонов, а так же как задернитель на магистралях и откосах. Норма высева костреца безостого в чистом виде и на семена при обычном рядовом способе посева 20-25 кг/га, при широкорядном - 8-10 кг/га.

1.2 Обзор существующих способов высева семян кормовых трав и средств для их осуществления

В настоящее время теоретические и экспериментальные исследования в области развития технологического процесса высева трудносыпучих семян при создании рабочих органов идут в следующих направлениях:

- обоснование рациональных форм и конструктивных параметров рабочих органов для принудительной подачи семенного материала из бункера в высевающий аппарат;

- обоснование рациональных форм и конструктивных параметров высевающих аппаратов, обеспечивающих дозирование семенного материала в соответствии с агротехническими требованиями;

- повышение производительности и качества высева среднесыпучих и трудносыпучих семян.

Особенности высева слабосыпучих и несыпучих семян кормовых растений рассматривал М.А. Арсланов [2] для аппаратов овощной сеялки СН-16, снабженной спиралями-активаторами, установленными по обе стороны лопастного нагнетателя. По мнению автора, равномерность всходов в борозде зависит не только от показателей работы высевающих аппаратов и чистоты семенного материала, но и от распределения всхожих семян в почве и полевой их всхожести, а потому добиться показателей, соответствующих агротехническим требованиям к посеву несыпучих и слабосыпучих семян трав, невозможно. Отсюда следует практический вывод необходимости увеличения нормы высева семян даже при идеальном качестве работы высевающего аппарата.

В диссертационной работе В.Х. Малиева [52] были проведены исследования по высеву семян дикорастущих аридных несыпучих и слабосыпучих кормовых растений полупустынных и пустынных пастбищ, таких как прутняк, те-рескен, саксаул. По мнению автора, активизировать поток таких семян возможно, если непрерывно воздействовать на семенной материал в бункере. И в каче-

стве технических средств, осуществляющих эти принципы, автор предлагает использовать активаторы спирального типа и вибрационные устройства со специфическими режимами и параметрами. Экспериментальные исследования автор провел вибрационным высевающим устройством, изготовленным в ВИМе (рисунок 1.1) и сделал вывод, что качественный высев всех видов семян происходит при следующих режимах: частота колебаний бункера 18,7 Гц, амплитуда колебаний 5-6 мм.

На практике для устранения неравномерности высева семян применяют различные приспособления, позволяющие усовершенствовать существующие механизмы.

Для устранения неравномерности размещения семян в почве в Самарской ГСХА спроектирован и изготовлен почвообрабатывающе-посевной агрегат на базе фрезерного культиватора, в котором использован штифтово-щетковый аппарат с формирователем потока комбинированного типа для высева трудносыпучих семян материалов с пневматической распределительной системой цен-

трализованного дозирования, обеспечивающий работу шести сошниковых секций. Упругие элементы штифтов и щеток рассеивателя разделяют отдельные семена и далее воздушным потоком транспортируют в бороздки. Для повышения всхожести семян используется предпосевное замачивание семян, что приводит к увеличению энергии прорастания и повышению полевой всхожести, что позволяет снизить норму высева на 15% и сэкономить дорогостоящий посевной материал [46, 62, 64].

В диссертационной работе Гусарова В.А. [25] сделаны выводы о возможности создания дозатора со щеточным формирователем потока трудносыпучих семян с повышенной влажностью для пневматической сеялки (рисунок 1.2).

Технологический процесс дозатора заключается в следующем: после того, как из бункера 1 семена под воздействием ворошителя 4 и собственного веса попадают в зону забора их штифтами катушки 3 дозатора, которые направляют семена к высевному окну 2. Под собственным весом семена попадают в зону работы формирователя потока, где упругие иглы 9, расположенные на катушке 8 по винтовой линии по мере её вращения отводятся от радиального положения упором 10. После высвобождения игл, благодаря их упругим свойствам, они ударяют по порции семян. Порция разбивается и семена, изменив своё направ-

ление с ускорением, попадают в окно эжекторного устройства. Таким образом, осуществленная принудительная подача семян к эжектору обеспечивает равномерное рассеивание семян и равномерное распределение семян в рядке. При этом коэффициент вариации интервалов между семенами составил 68%, между растениями - 71% [25, 67].

Наиболее близко к теме предлагаемой нами работы подошел C.B. Сафонов [65, 75], который предложил повышение качества трудносыпучих семян костреца пневматической сеялкой за счет совершенствования технологического процесса высева дисково-штифтовым аппаратом. Особенность такого высевающего аппарата заключается в том, что при воздействии на семена штифты отделяют часть посевной массы из семенного бункера и осуществляют его ворошение, нарушая тем самым сводообразование. Основным элементом теории является дозирующий скребок в виде логарифмической спирали, снимающий присасываемый элемент костреца к ячейке. Вместе с тем агротехнические требования в полной мере не получены: коэффициент вариации представлен только для интервалов между семенами и составляет от 67-73%, а показатели высева семян не представлены.

Е.Д. Трухачев, В.Х. Малиев [88] исследовали особенности движения несыпучего семенного материала в бункере сеялки. Они установили, что сеялки для посева семян трав кормовых культур, оборудованные ворошителями и нагнетателями, не обеспечивают агротехнические требования при посеве широкорядным способом несыпучих семян, так как не имеют устройств для принудительной доставки семян в зону действия нагнетателей. Авторами предложено высевающее устройство (рисунок 1.3), включающее в себя бункер 1, вал 2 с нагнетателями 3 и спиралями 4, высевающие катушки 6, шестерни 7 и 8, звездочку для привода устройства. По мнению авторов, в каждом бункере должно быть три высевающих аппарата, и два из них размещены на краях бункера, а расстояние до среднего высевающего аппарата составляет 70 см. К среднему высевающему аппарату семена транспортируются двумя спиралями, а к каждому из крайних -одной спиралью.

В случае транспортировки несыпучих семян спиралями вокруг них нет активного слоя, что объясняется тем, что коэффициент внутреннего трения в два раза превосходит коэффициенты трения этих материалов о сталь. В результате чего, авторы обосновали, что для широкорядного способа посева несыпучих семян кормовых растений, таких как прутняк, наиболее эффективными средствами принудительной доставки семенного материала к нагнетателям сеялки являются спирали. Тем самым в бункере возникают динамические своды.

ТР'Л

л т!1

А

1 /

■ Л- /

!

} Г» Я

л ~

Рисунок 1.3- Экспериментальное высевающее устройство для исследования процесса высева несыпучих семян кормовых растений [88]

В своих исследованиях В. А. Богомягких [11, 12, 13, 72] пришел к выводу, что если параметры образовавшегося свода приближаются к параметрам «критического сечения» бункера, то увеличивается длительность существования разрушающихся (динамических) сводов с проявлением пульсации. Истечению семян из бункера препятствует образование статистического свода. Теория истечения сыпучего тела рассмотрена автором с классических позиций кинематических соотношений, возникающих в текущем процессе в фиксированные моменты времени.

В Воронежском ГАУ [69] предлагают использовать вибрационный высевающий аппарат для высева малосыпучих семян мелкосеменных культур (ри-

сунок 1.4). Его особенностью является дозирующая заслонка вибродозатор 2 с накладкой из упругого эластичного материала 6, выполненная в виде стенки бункера, накладка размещена на отбортовках противолежащих стенок, контактирующих с заслонкой. Для образования высевной щели на средней части от-бортовки нижней кромки упругая накладка отсутствует. Заслонка приводится в колебательное движение кривошипно-шарнирным механизмом 8. Вибродозатор 2 крепится к бункеру при помощи шарниров 5 и приводится в движение шатуном 4 при вращении кривошипа 8. Данный высевающий аппарат обеспечивает данную норму высева с минимальным травмированием трудносыпучих мелких семян, снижает сводообразование в бункере при посеве.

Однако упругие накладки недолговечны, что не позволяет использовать данный высевающий аппарат несколько посевных сезонов. Также из изложенного материала невозможно определить количество семяпроводов, обслуживающих этот вибрационный высевающий аппарат.

Рисунок 1.4- Вибрационный высевающий аппарат для мелкосеменных культур [69]

Процесс дозирования трудносыпучих семян путем применения электрического поля предложили Н. И. Крючин, С.И. Васильев, А.Н. Крючин [47]. Так как семена трав культурных растений (овсяница, кострец безостый) относятся к диэлектрикам, то, по мнению авторов, попадая во внешнее электрическое поле, на поверхности семян обнажаются связанные заряды. В результате чего все семена начинают одинаково ориентироваться (рисунок 1.5) по линиям напряженности электрического поля.

По мнению авторов, это позволяет плотно упаковать семенной ворох и стабилизировать семенной поток в процессе своего движения. Однако, авторы не указали характеристики электрического поля, воздействующего на объём семян, силу тока и напряжение.

а - без воздействия электрического поля; б - под воздействием электрического поля; 1 -электроды; 2 - семенной материал; 3 - линии

напряженности электрического поля Рисунок 1.5 — Ориентирование семенного материала под воздействием

электрического поля [47]

Посев трав в нынешнее время могут осуществлять большое количество машин отечественного и зарубежного производства. При высеве трав в Российской Федерации из отечественной техники предпочтение отдается сеялке СЗТ-3,6А, предназначенной для рядового посева семян зерновых, зернобобовых

культур с одновременным внесением семян трав как сыпучих, так и несыпучих, а также внесением минеральных удобрений [3, 44, 37]. Данная машина осуществляет высев таких многолетних среднесыпучих трав, как житняк, овсяница и трудносыпучих - кострец безостый обычным рядовым способом с междурядьем 15 см. Также возможен разбросно-рядовой способ посева. При этом крупные семена высевают из большого зернового ящика сеялки, а мелкие - разбросным способом через вынутые из сошников семяпроводы. Мелкие семена заделываются кольцевыми шлейфами сеялки. Широкорядным способом - 49-90 см, высевают некоторые многолетние травы для семенных целей. Сеялка оснащена устройством настройки на норму внесения семян трав от 5 до 90 кг. Горловина высевающего аппарата травяного бункера оснащена нагнетателем, снижающим сводообразование и зависание семян в бункере, особенно, трудносыпучих семян. Большинство видов трудносыпучих семян высевают с разбавителями: просеянный гранулированный суперфосфат, невсхожие семена других культур, песок и др. [34, 37, 44, 52].

Немецкая зернотравяная сеялка пневматическая Куегпе1апс1 Бв [22, 82] предназначена для посева зерновых и зернобобовых культур, рапса, гречихи, клевера, трав. Дозирование семян от 2 до 380 кг/га. Отличительные особенности сеялки Куегпе1апс1 Бв: наличие двух дозирующих аппаратов, которые приводятся от опорного колеса; объем бункера - 3500 л, минимальное междурядье - 9,4 см с анкерными и ленточными сошниками, 10 см - с дисковыми сошниками.

Основным недостатком данной сеялки является высокая цена для российского фермера.

Сеялка Джон Дир 1590 [22] с механической системой высева предназначена для посева зерновых культур с минеральными удобрениями и мелкосеменных культур, семян трав с междурядьем 19 см. Рабочая ширина захвата - 3,05 м, масса сеялки - 2985 кг.

Недостатком данной сеялки является высокая материалоёмкость 978 кг/м ширины захвата, необходимость применения энергонасыщенных тракторов тягового класса 3-5 тс, высокая стоимость сеялки на российском рынке.

В РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработана сеялка прямого посева зернотукотравяная СПП-3,6, [84] предназначенная для прямого посева зерновых и крестоцветных культур, а также для подсева трав под покровные культуры и в дернину с одновременным внесением в почву гранулированных минеральных удобрений. Ее применение позволяет подсевать семена трав двух видов с индивидуальной регулировкой нормы высева каждого вида. Сеялка С1П 1-3,6 может выполнять следующие технологические операции: подсев трав на культурных сенокосах и пастбищах; посев травяных и зернотравяных смесей на зеленый корм; посев крестоцветных и других промежуточных культур после уборки зерновых; прямой посев озимых зерновых по стерне после внесения гербицидов; подсев смесей трав под покровные культуры; уплотнение посевов зерновых культур весной в местах вымочек при использовании их на зеленый корм, посев гороха на глубину 4-5 см, которая не обеспечивается другими сеялками. Бункер имеет 3 отсека: зерновой, травяной и туковый емкостью соответственно 1 ООО, 100 и 250 дм3. Травяной отсек предназначен для мелких текучих семян трав, зерновой -для семян зерновых, крестоцветных культур и нетекучих трав, а туковый - для гранулированных минеральных удобрений. Сверху бункер закрывается тентом. В зерновом отсеке установлена сетка. К днищу зернового отсека присоединены основные дозаторы, на задней стенке травяного отсека - дополнительные дозаторы и на передней стенке тукового отсека - туковые дозаторы. Количество дозаторов по 4 каждого типа. Внутри зернового и тукового отсеков смонтированы ворошилки. Дополнительные и туковые дозаторы соединены с основными дозаторами материалопроводами. Снизу к горловинам дозаторов крепятся эжекторы.

На сеялке применена система высева семян и минеральных удобрений с механическим групповым дозированием нормы (на 6 рядков) и пневматиче-

ским транспортированием их воздушным потоком, создаваемым центробежным вентилятором, к сошникам.

Система высева работает следующим образом: семена из бункера катушками желобчатого типа основных и дополнительных дозаторов и минеральные удобрения штифтовыми катушками туковых дозаторов подаются в эжекторы, из которых они воздушным потоком вентилятора транспортируются по мате-риалопроводам-воздуховодам диаметром 50 мм к шестиканальным распределителям, а от них по материалопроводам-воздуховодам диаметром 32 мм - к сошникам. Система высева обеспечивает подачу в каждый сошник семян одной или двух культур и минеральных удобрений. Норма высева семян каждой культуры регулируется индивидуально путем изменения рабочей длины катушек дозаторов.

Опытный образец сеялки СШ 1-3,6, изготовленный ОАО «Брестский электромеханический завод», прошел в 2002 г. приемочные испытания в ГУ «Белорусская машиноиспытательная станция». В результате лабораторно-полевых испытаний сеялки было установлено: глубина заделки семян сеялкой регулируется в пределах от 20 до 52 мм, а норма их высева изменяется от 2 кг/га (тимофеевка) до 494 кг/га (пелюшка); неравномерность высева семян между сошниками составила для зерновых культур от 2,1 до 3,8 %, пелюшки - 2,0 %, рапса -2,7 и тимофеевки - 3,8 % (допустимая неравномерность по агротехническим требованиям: зерновых - 6 %, зернобобовых - 10, крестоцветных культур и трав - 10 %); норма припосевного внесения гранулированных фосфорных удобрений составляет до 55 кг/га, а неравномерность их внесения - 2,9 % (по агротехническим требованиям - не более 10 %) [84].

Зернотравяная сеялка «Клён-4,5П» [83] предназначена для рядового посева семян зерновых, бобовых культур, трав, мака и др. с прикатыванием засеянной почвы. Высевающие аппараты оснащены электронным управлением и контролем, приводом дозаторов является шаговый электродвигатель. Рабочая ширина захвата 4,5 м, масса не более 3400 кг, глубина заделки семян 10-80 мм.

К недостаткам данной сеялки следует отнести высокую материалоёмкость 755 кг/м ширины захвата, отсутствие технологической операции внесения туков и высокую потребляемую мощность высевающей системы - 200 Вт [83].

Посевной агрегат «Берегиня АП-372» предназначен для прямого посева зерновых, бобовых и мелкосеменных культур (семена трав) с возможностью одновременного внесения удобрений. Имеет ширину захвата 4,2 м, массу 3250 кг, объём семенных ящиков: для зерновых - 2000 дм3, мелких семян - 78 дм3, удобрений - 1125 дм , 23 сошника с расстоянием между ними 170 мм [86].

К недостаткам данного агрегата следует отнести высокую материалоёмкость 774 кг/м ширины захвата, необходимость применения энергонасыщенных тракторов тягового класса 3-5 тс. Высев трудносыпучих семян трав (кострец безостый, райграс) в чистом виде (без балласта или разбавителей) затруднен вследствие зависания семян в верхней части семяпровода.

Таким образом, для высева семян кормовых культур с различной степенью сыпучести применяется целый ряд механических и пневматических систем высева с различными технологическими приёмами для обеспечения малых норм высева. Основные существующие технологии посева трудносыпучих семян трав представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Отечественные технологии для высева семян кормовых трав различной степени сыпучести

Вид семян Свойство сыпучести [3] Механическая система высева Пневматическая система высева

1 2 3 4

Эспарцет Сыпучие Высев в чистом виде СЗП-3,6; СЗТ-3,6; КЛЁН СУПН - 8, СУПН-6

Фацелия Высев в чистом виде СЗП-3,6; СЗТ-3,6; СО-4,2; СЛТ-3,6; КЛЁН

Продолжение таблицы 1.1

1 2 3 4

Житняк КЛЕН; высев с разбавителями 1:2 сзп-з,б, сзт-з,б, СЗС-2,1 Экспериментальная сеялка Самарской ГСХА [16]

Овсяница Средне-сыпучие КЛЁН; высев с разбавителями 1:2 СЗП-3,6Б, СЗТ-3,6А, Экспериментальная сеялка Самарской ГСХА [16]

Пырей КЛЕН; высев с разбавителями 1:2 СЗП-3,6Б, СЗТ-3,6А, СЗС-2,1 Экспериментальная сеялка Самарской ГСХА [16]

Кострец безостый Трудносыпучий КЛЕН; высев с разбавителями 1:4 СЗП-3,6Б, СЗТ-3,6А, СЗС-2,1 Экспериментальная сеялка Самарской ГСХА [16]

1.3 Анализ работ отечественных ученых в области вибровысева семян сельскохозяйственных культур

Классическая теория расчета режимов и параметров механизмов основана на принципах равновесной механики. Однако в реальных условиях функционирования сельскохозяйственных машин равновесие сил в исполнительных механизмах постоянно нарушается, что порождает возникновение явлений запаздывания и последействия в них, нарушающих устойчивое протекание технологических процессов [4, 6, 7, 8, 9, 72].

В связи с вышеизложенным, отечественные высевающие механизмы (аппараты) посевных машин в полевых условиях не обеспечивают заданные агротехническими требованиями технологические показатели. Поэтому, многие исследователи [2, 6, 29, 30, 46, 72, 88] предпринимают попытки усовершенствования технических средств и технологий, позволяющие улучшить качество процесса высева - неравномерность и неустойчивость высева не только семян, но и удобрений [29, 30].

При таком подходе технологические процессы представляются как результат взаимодействия распределенных систем и являются колебательными процессами различного вида. При огромном разнообразии практических ситуаций выполнения технологических процессов существует внутренняя их общность, выражаемая колебательными процессами широкого спектра, которая и является основой для создания единых теоретических подходов к множеству частных задач [8, 9, 42, 60 72].

В СКНИИМЭСХ в течение 1985 - 2010 гг. на основе теоретических и экспериментальных исследований предложена высокоточная технология посева семян различных сельскохозяйственных культур, базирующаяся на принципах адаптивности истечения семян к их селективным свойствам, обеспечивающая полное выполнение агротехнических требований на посев. Полученные результаты показали высокую эффективность нового направления отрасли [72, 73].

В последнее десятилетие интерес к использованию вибрационных процессов существенно возрос. Научное сообщество стремится к универсализации сельскохозяйственных машин за счет внедрения вибрационных процессов, обеспечивающих высокую устойчивость технологических процессов [22, 27, 82].

В.А. Денисов [27], отметив работы Н.М. Беспамятновой в области анализа колебаний и вибрационных процессов, предложил теорию к разработке вибрационных электромеханических систем сельскохозяйственного назначения, в которой электрическая часть системы представлена линейным асинхронным двигателем для реализации продольных перемещений рабочих органов в меха-

нической части системы. В своей работе В.А. Денисов отразил методы расчета колебаний рабочих органов технологических машин при поперечных перемещениях в сыпучей среде, получил амплитудно-частотные зависимости для поперечных колебаний рабочих органов технологических машин в виде тонких пластин и пологих оболочек с учетом взаимодействия со средой в случае больших отклонений от положения равновесия, отметил эффекты группировки частот и влияния параметров среды. Данные результаты, по его мнению, могут быть использованы при разработке ресурсосберегающих рабочих органов для вибрационных электромеханических систем дорезонансного, резонансного и зарезонансного типов. Так же автор предложил метод диагностики электромеханических систем. Метод позволяет путем сравнения текущего и эталонного состояний электромеханических систем определять место и степень дефекта в вибрационных электромеханических системах. Основная задача решается таким образом, что конструкция технологической машины в целом остаётся неизменной, а меняется лишь часть, отвечающая за преобразование электрической энергии в механическую.

Согласно исследованиям А. Г. Демьяненко [26], электромагнитные вибровозбудители обладают следующими достоинствами: высокая надежность, отсутствие трущихся элементов, простота настройки и формы воздействующих импульсов.

Е.И. Трубилин, И.Н. Шихин [68, 87] предложили универсальный вибрационный высевающий аппарат, где приводом выступает опорно-приводное колесо, от которого через передаточный механизм, посредством подпружиненной шестерни, сообщаются возвратно-поступательные движения желобу. По мнению авторов, колеблющиеся в желобе семена определяют равномерность их потока. Путем перекрытия желоба заслонкой регулируют величину зазора, обеспечивающего подачу семян по агротехническим требованиям (АТТ).

Наиболее близко к исследованию равномерного высева семян вибрационным высевающим аппаратом подошли B.C. Красовских и А.И. Клишин [39, 40, 45]. В данном аппарате колебания сдвоенных лотков в противофазе обеспечи-

вают равномерное истечение семян в семяпровод. Авторы экспериментально получили рациональные режимы и параметры вибрационного высевающего аппарата: амплитуда колебаний лотков 2,5 мм, частота колебаний лотков 104,7 с"1, неустойчивость высева 1,3%, неравномерность высева 1%, площадь выходного окна 100-123 мм . Однако, данный высевающий аппарат не способен высевать легкие трудносыпучие семена, так как излишние колебания лотков будут способствовать уплотнению семенного материала и забиваемости выходного окна.

В работе В.А. Козлова [19, 41] представлена имитационная модель процесса работы вибрационного высевающего устройства в программной среде Delphi, позволяющая моделировать одновременное истечение семян пшеницы и суперфосфата с отслеживанием параметров движения отдельных частиц, их упругих воздействий друг на друга и со стенками устройства. Оптимизация модели производилась при вычислительном эксперименте одновременного дозирования семян и удобрений комбинированным вибрационным высевающим аппаратом. Однако в работе приведены данные только на семенах пшеницы и суперфосфата, данные о высеве других культур не приводились.

В. С. Сухин [61, 70, 72], усовершенствовав свой вибрационный высевающий аппарат, дополнил его системами контроля и сигнализации. Струйный генератор, подающий воздух под давлением через вращающийся дырчатый барабан, формировал струи воздуха, рассеивающие семена, отдозированные вибрационным высевающим аппаратом.

Однако, сомнительно, что подобный высевающий аппарат обеспечит равномерность высева семян трудносыпучих трав, вследствие низкой массы 1000 штук семян трав. Это, в свою очередь, может привести к чрезмерному рассеиванию семян с нарушением агротехнических требований.

В диссертационной работе С.А. Овсянников [59] использовал электромагнитную систему дозирования норм высева. Агротехнические нормы высева семян озимой пшеницы, гречихи и сои были получены при частоте 4 с"1, но с увеличенной амплитудой 16 мм. При амплитуде колебаний клапана дозатора 16 мм и размере выходного отверстия 110x30 мм с различными частотными режима-

ми автор получил неравномерность высева по зерновым и бобовым культурам от 3,9% до 9,8 %. При оснащении бункера ворошилкой неравномерность снизилась до 3,7%. Следовательно, процесс высева является поэтапным. На первом этапе происходит сводоразрушение в бункере, а за тем последующее дозирование.

A.B. Мачкариным [54] обоснован вибрационный высевающий аппарат, который наряду с заслонкой в выпускном отверстии снабжен щеткой в пазах лотка, связанной с заслонкой. Семена из бункера попадают на лоток, совершающий колебательные движения. Вращающаяся в противоположную сторону движения семян щетка, обеспечивает равномерный слой семян на лотке [54, 66, 72]. Норму высева семян регулируют перемещением выравнивающей щетки относительно лотка (зазор). Угол наклона лотка к горизонту выбирают меньше, чем угол трения семян о его поверхность. В этом аппарате эффект вибрации косвенно относится к дозированию. Из чего следует, высев трудносыпучих семян подобным высевающим аппаратом будет затруднен.

Ученые Алтайского ГАУ, изучая дозирование сыпучего материала, применили теорию гидродинамики [15, 71, 89]. Авторы предприняли попытку объяснить сложное поведение сыпучего материала под вибрационным воздействием, проводя аналогию между подогреваемым снизу слоем жидкости и колеблющимся слоем сыпучего материала.

Изучая движение семян и гранул минеральных удобрений в бункере сеялки, A.A. Бричагина и В.К. Евтеев [15] применили положения сплошной среды: закон вязкостного трения Ньютона, дифференциальные уравнения Навье-Стокса и уравнения неразрывности сплошной среды характерные для гидродинамических систем. Это позволило авторам теоретически обосновать и подтвердить экспериментально, что уменьшение влияния высоты материала в бункере на скорость истечения и расход позволяет добиться равномерного истечения семян и гранул удобрений из бункера и, в дальнейшем, из высевающего аппарата. Для этого, по мнению авторов, в конструкции сеялки целесообразно использовать дополнительные устройства, стабилизирующие величину напора

между выходным отверстием бункера и рабочей камерой высевающего аппарата. Однако, данная теория применима к такому сыпучему семенному материалу, у которого достаточно высокий объёмный вес (плотность), норма высева не ниже средней и невысокий коэффициент внутреннего трения. Применительно к семенному материалу со средней и низкой степенью сыпучести, в силу своих физико-механических свойств, данная теория вызывает сомнение.

Д.Н. Пирожков [71], для упрощения уравнения Навье-Стокса, описывающего поведение сыпучего материала, подверженного вертикальным колебаниям в сосуде прямоугольного профиля, использовал методику системы Лоренца, основанную на принципах синергетики. Это позволило автору отобразить (формульное) колеблющийся сыпучий материал как динамическую систему с трехмерным фазовым пространством. Первая переменная характеризует скорость вращения псевдожидкости, вторая переменная характеризует изменение скорости воздушного потока по высоте слоя, третья — характеризует отклонение вертикального профиля скорости воздушного потока от линейной зависимости. Сочетание всех трех переменных позволяет получить абсолютную скоч рость движения материала. Однако, подобная система справедлива для упругих сыпучих материалов с высоким объёмным весом (зерновых, пропашных культур и гранул минеральных удобрений), но не в полной мере подходит для описания поведения неупругих семян трав кормовых культур, характеризуемых низкой объёмной массой.

Применив гидродинамическую модель колеблющегося слоя зернистого материала и модели Лоренца, И.Я. Федоренко, Д.Н. Пирожков, A.C. Федоренко [89] обосновали такие величины конструктивно-технологических параметров вибрационной зерноочистительной машины, при которых процесс очистки будет протекать наиболее интенсивно, а именно, высоту и расстояние между побудительными пластинами, их частоту и амплитуду.

Исследованием вынужденных колебаний подвижной части вибрационного дозатора кормосмесей занимались И.Я. Федоренко, С.А. Сорокин [90]. Авторы установили, что истечение зернового материала в дозаторах вибрационного ти-

па протекает равномерно при наличии только поступательных колебаний в отсутствии каких-либо других, что недостижимо в мобильных машинах.

Изучив особенности проявления эффективного снижения трения в лотковых вибрационных дозаторах [91], И .Я. Федоренко и У. К. Сабиев выявили, что уменьшение коэффициента трения возможно при вибрациях и при наклоне лотка в дозаторах сыпучих материалов кормов. Вследствие чего, вибрирующий лоток позволяет управлять динамикой частиц: параметрами вибрации и углом наклона лотка, что позволяет повысить эффективность процесса дозирования.

Поскольку колеблющееся состояние сыпучей среды зависит от параметров вибрации: (амплитуды и частоты), учеными Алтайского ГАУ [36] был разработан опытный образец вискозиметра, при помощи которого по эффективной вязкости авторы экспериментально доказали, что дисперсный сыпучий материал переходит в виброкипящее состояние, характеризующееся минимальной вязкостью, если увеличивается частота колебаний контейнера с сыпучим материалом. Однако, с увеличением высоты слоя сыпучего материала увеличивается и вязкость, что обусловлено ростом давления сыпучего материала и затуханием силового импульса. Следует отметить, что все исследования происходят над материалом, который помещен в емкости, где приводится в колеблющееся состояние, и только затем попадает в зону дозирования, что значительно усложняет технологический процесс дозирования.

На основе выше изложенного анализа работ отечественных ученых, следует, что при использовании вибрационного дозирования семян трав с пониженной сыпучестью и формой семян, приближенной к пластине, следует подходить обосновано. Предположительно, излишняя частота колебаний подобный семенной материал приведёт в уплотнённое состояние и образует высокую связность семян друг с другом. Поэтому, возникает необходимость, при создании вибрационных высевающих аппаратов (дозаторов), отыскания рациональных параметров вибрационного воздействия, которые обеспечивали агротехнические требования на посев семян трав с различными свойствами сыпучести.

Так же необходимо отметить, что возможность вибрационных высевающих аппаратов к высеву целого ряда сельскохозяйственных культур привлекает интерес многих исследователей, вследствие чего в последние годы возросло количество разработок в данной области.

В СКНИИМЭСХ разработаны новые вибрационные высокоточные технологии приема и операций посева сельскохозяйственных культур и удобрений с использованием сменных сошниковых блоков и высевающих аппаратов вибродискретного действия, позволяющих высевать весь диапазон сельскохозяйственных культур (рисунок 1.6) [73]. Однако, процесс истечения и дозирования среднесыпучих и трудносыпучих семян кормовых трав недостаточно исследован ранее (рисунок 1.7).

Рисунок 1.6 - Исполнительные почвообрабатывающие и посевные подсистемы для выполнения высокоточных технологий посева сельскохозяйственных культур [73]

Подсистема предпосевной обработки почвы

Процессорное устройство

Датчик Вид куль- Норма

скорости туры высеаа

і м і 1111

Выносной пульт

управления

Ожказ

Схем кон-

троля

1 1

> 2

•>о

-І1

Блок фзрми- Вибраторы

роьяшяіш- СОШШДЇ БОИ

гг."ьсое час- гр".ішь:

тоти шорато-

ра

^ ЕЫХ — К I ^ ЕХ ^

О

Подсистема размещения семян по плошали питания

Подсистема ■высева се:нн

Схема ВЭН-

троля

2*1

< <4

Елок ф<!ріш-

рОЕВЕШЯКМ-ІГЛЬЮВ Ч1Є-Г0ТЫП03Е5СКН

Пода-ска

СОЩНПКОБОЙ гтг-'ішь:

вис -

Подсистема размещения семян по глубине

Рисунок 1.7 - Структурная схема управляющей системы почвообрабатывающе-посевной машины

1.4. Выводы и задачи исследований

На основе проведенного обзора и анализа работ по исследованию способов посева трудносыпучих семян сделаны следующие выводы:

1. При высеве семян кормовых культур с малой сыпучестью и повышенной связностью существующие конструкции и системы привода современных высевающих аппаратов не обеспечивают агротехнические требования для посева.

2. Основными направлениями в области повышения эффективности высева трудносыпучих семян является обоснование рациональных форм и конструктивных параметров рабочих органов для принудительной подачи семенного материала из бункера в высевающий аппарат и дозирования его.

3. Существующие вибрационные высевающие аппараты обладают повышенной (излишней) частотой вибрации и усложнением конструкций аппаратов для повышения равномерности высева семян (удвоение процессов высева из бункера и последующего дозирования).

4. Существует различный взгляд современных исследователей на размеры выходного отверстия из бункера.

5. Для осуществления равномерности высева семян в потоке часто используют различные технологии высева с разбавителями или устанавливают различного вида приспособления (гребёнки, иглы), способствующие механическому разделению потока.

6. Использованные авторами математические модели в основном применимы к сыпучему семенному материалу с достаточным высоким объёмным весом, средней нормой высева и средним коэффициентом внутреннего трения.

В качестве научной гипотезы выдвинуто предположение о том, что повышение качества высева трудносыпучих семян возможно при создании вибрационного поля на выходе из бункера путем изменения направленности скоро-

стей и ускорений высеваемого потока для искусственного понижения силы трения и связности сыпучего материала (разрушение связей между семенами).

Рабочая гипотеза заключается в том, что повышение качества высева семян кормовых трав различной степени сыпучести может быть достигнуто оптимальным сочетанием режимов истечения семян и работы пластины-вибратора в вибродискретной высевающей системе.

Для реализации рабочей гипотезы и в соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований:

1. Разработать теоретические предпосылки управляемого истечения и дозирования семян кормовых трав различной степени сыпучести в вибрационном поле, создаваемом вибродискретной высевающей системой.

2. Выявить математические и регрессионные модели, устанавливающие взаимосвязь между режимами и параметрами в системе «поток семян - пластина-вибратор».

3. Определить параметры и режимы работы вибродискретной высевающей системы, обеспечивающей повышение качества высева семян кормовых трав различной степени сыпучести.

4. Провести технико-экономическое обоснование управляемого истечения и дозирования семян кормовых трав вибродискретной высевающей системой.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСТЕЧЕНИЯ СЕМЯН КОРМОВЫХ ТРАВ

2.1 Особенности истечения трудносыпучих семян в вибрационном поле (анализ гибридной модели)

Анализ состояния вопроса позволил установить, что для исследования равномерности высева семян в основном использованы математические модели, применимые к сыпучему семенному материалу с достаточно высоким объемным весом, средней нормой высева и средним коэффициентом внутреннего трения.

В исследуемой работе рассматривается процесс высева семян из бункера с заданной нормой высева (массовым расходом), как динамический процесс с изменяющейся малой массой материала с собственной частотой и скоростью истечения при управлении этим потоком внешних воздействий, создаваемых пластиной-вибратором.

Процесс вибрации состоит в изменении сил трения при перемещении семян в потоке. Внесение в поток семян управляемых изменений сил трения позволяет упорядочить в нужном направлении кратковременные процессы истечения семян с увеличенной энергией, возникающей за счет увеличения ускорений в вибрационном поле. Для управления процессом истечения семян в вибрационном поле необходимо придать потоку семян необходимый вектор частоты ускорений в определенном диапазоне [6, 63, 84]. Иными словами, необходимо перевести процесс истечения семян из бункера в нужный колебательный режим в соответствии с дозированием собственной и заданной скоростями их истечения.

Исходя из изложенного, для процесса исследования в вибрационном поле одновременного истечения семян из бункера и дозирования их в соответствии с

заданной нормой высева модель дискретного сыпучего тела недостаточно исследована.

Процесс истечения семян в вибрационном поле может быть представлен в виде модели (рисунок 2.1).

е

я.

► Я,

Рисунок 2.1. -Модель истечения семян в вибрационном поле: Ус- объёмный вес семян в истекающем потоке, кг/м3; /в - коэффициент внутреннего трения семян; ¿Уд, Двозбуждающая частота и амплитуда колебаний пластины-вибратора, с"1, мм;Р - мощность, Вт; (Щ, - частота и амплитуда колебаний семян, с"1, мм; - норма высева семян, кг/га;

Л

- доза семян, г/мин; Яв - неравномерность высева семян, %; Ну - неустойчивость высева семян, %

Ранее, Н.М. Беспамятновой [5, 6, 9, 63] на основе исследований С. К. Кар-цова [38], предложено для вибрационного процесса использовать гибридную модель, включающую в себя интенсивность истечения семян (массовый расход) по времени и по пути истечения из бункера (скорости истечения) и обеспечения этой интенсивности возбуждающими колебательными воздействиями пластины-вибратора (импульсным воздействием).

При исследовании поставленной цели повышения равномерности истечения трудносыпучих семян модель Н.М. Беспамятновой [6, 9] была дополнена

интегрирующим элементом, учитывающим диапазоны изменения пластичности семян при использовании вибрации [10].

С учетом переменного характера физико-механических свойств трудносыпучих семян (результаты экспериментальных исследований приведены в главе 4) гибридная модель истечения трудносыпучих семян в аппарате вибродискретного действия приобретает вид:

[»]р + ри

сі2 р

Ж2

= -ИММ, (2-1)

/в

[М] + И = Ср+ \Спс1/, (2.2)

/вв

где [і)] - матрица системы с оператором Лапласа, кг/м2-с2; Р - нормальный прогиб пластины-вибратора, м; к - толщина пластины-вибратора, м;

л

р - плотность материала пластины-вибратора, кг/м ; [м]- матрица инерции системы, кг/с2; [/("] - матрица жесткости системы, кг/с2;

С7Т

[с®

[с/]-

- матрица производных импульсных функций первого и второго по-

2

рядков (длительность импульса), с /(кг-м);

В1

- матрица жесткости упругих связей перемещения семян по пластине-вибратору, учитывающая коэффициенты трения, уплотнения,

•у

истечения и т.д., кг/с ;

матрица, учитывающая ускоренное истечение дозы высева семян по длине пластины-вибратора из бункера, кг/с ;

Ср - жесткость пластины-вибратора, кг/с2;

/в

|СП - интегрирующий показатель, учитывающий пластичность се-/вв

•у

мян, кг/с ;

Увв> ~ коэффициент внутреннего трения с вибрацией и без вибрации соответственно.

Гибридная модель [10, 76] отражает интенсивность истечения семян (массового расхода) по времени и по длине пластины-вибратора в виброполе, размерность: частей (2.1) - кг/(м-с ), частей (2.2) - кг/с . Необходимая интенсив-

I т

ность достигается управляющей матрицей [СГ характеризующей работу пластины-вибратора, частота колебаний [¿Уд ] которого уменьшает кажущийся коэффициент трения без вибрации /в , коэффициент уплотнения ку и увеличивает коэффициент истечения кя семян.

Таким образом, в первом уравнении первое слагаемое [/)]р отражает изменение массового расхода семян в единицу времени (ускорение подачи дозы

семян), второе Р&1

а?

- определяет изменение прогиба пластины-вибратора

посредством изменения его амплитуды Ад, частоты СО д или мощности электрического импульса Р, подаваемого на электромагнит; правая часть гибридной модели отражает ускорение схода семян под воздействием импульсной

функции

<7Т

(ответная реакция семян на колебания пластины-вибратора).

Второе уравнение соответствует изменению показателей инерции и жесткости системы и обратной реакции жесткостей пластины-вибратора и потоков семян. С учетом рассматриваемого, процесс истечения неупругих (трудносыпучих) семян можно представить некий тормозящей (запаздывающей) реакцией Сп , которой будет соответствовать обобщенный коэффициент упругости, учитывающий физико-механические свойства: наличие на семенах остей, опуше-

ния, чешуй, увеличивающих коэффициенты трения, способствующих образованию устойчивых сводов в бункере, поэтому уравнение (2.1) несколько изменено дополнительным элементом (матрицей) неупругих жесткостей семян

/в

(пластичность) |СП с1/.

/вв

Принимаем, что семена равномерно распределены по пластине-вибратору. Уравнения колебаний такой системы представляют собой взаимосвязанную систему обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих динамическое поведение дискретной модели - слоя семян - и дифференциальные уравнения в частотных производных, описывающих колебания пластины-вибратора [6, 5, 9].

Все перемещения семян можно условно разбить на три вида:

\Т"

Хр

ИТ,ИТ,И

(2.3)

в

гдех - перемещение граничных точек, по которым происходит взаимодеист-вие семян с пластиной-вибратором. Учитывая, что пластина-вибратор имеет УП — 5 отверстий выхода семян в семяпроводы, граничные условия В = тЬ\ (- расстояние между отверстиями по ширине пластины);

В'

х - перемещение граничных точек, по которым нет непосредственного выхода на отверстия в пластине-вибраторе;

У

х - перемещение внутренних семян в слое или перераспределение семян по пластине-вибратору.

Значения всех факторов гибридной модели представлены в работе Н.М.

Беспамятновой [6, 9].

Коэффициенты [К] и [м] определяют матрицы жесткости и инерции

дискретнои системы - слоя семян; [с™] - блочно-диагональная матрица жесткости и упругих связей перемещения семян по пластине-вибратору с размерно-

стью тхЬ; и т — трехмерный вектор, учитывающий подскок семян на пластине-вибраторе; СТ - Зш-мерный вектор-функция, составленный из произведений импульсных функций первого и второго порядков

Во всех выражениях у - индекс узловой точки слоя семян, соединенной упругими связями с точками (Ху) и ) пластины (с выходами с пластины-

вибратора - стоками в семяпроводы). Очевидно, что в данном виде вектор-функция (7обладает определенным элементом запаздывания. Значение а-функции заключается в том, что анализ импульсных систем, основывающихся

на использовании О - функции, позволяет распространить на импульсные системы методы, разработанные для непрерывных систем [6, 9].

В векторе Р (прогиб) отличен от нуля и зависит от мощности электрических импульсов, подаваемых на электромагнит, а также от падающих из бункера семян:

о[(х-хТу) • СТ^У-У;); сг2(х-ху) • а2(у-уД

а-^х-х^Су-^) -а1(х-х1)а2(у-у1)

(2.4)

(2.5)

Решение системы дифференциальных уравнений (2.1) и (2.2), соответствующее гармоническим колебаниям с частотой со, определяется в виде разложения в ряд по собственным формам колебаний отдельных подсистем [6, 9]:

00 00

Р{х,У,1)= I I А.к<р.к{х,уУш-, (2.6)

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Семенихина, Юлия Александровна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Анализ результатов научных исследований и существующих конструкций высевающих аппаратов не обеспечивают агротехнические требования на посев кормовых трав с малыми сыпучестью и нормой высева. Конструкции высевающих аппаратов выполняют раздельные процессы высева семян из бункера и обеспечение нормы высева, а математические модели для исследований, в основном, применимы к сыпучему материалу с достаточно высокими объёмным весом и нормой высева.

2. Аналитические исследования одновременного истечения и дозирования семян трав с различной степенью сыпучести из бункера и создания заданной нормой высева позволили установить следующее:

- с учетом переменного характера физико-механических свойств трудносыпучих семян в вибрационном поле гибридная модель, включающая в себя интенсивность истечения семян из бункера и обеспечение её возбуждающими колебаниями пластиной-вибратором, должна быть дополнена интегрирующим элементом, учитывающим диапазон изменения пластичности семян (запаздывание);

- управление процессом массового расхода трудносыпучих семян осуществляется под воздействием мощности электрического импульса подаваемого на электромагнит, создающий переменное магнитное поле, в котором колеблется пластина-вибратор, образующая напряжения в объёме семян у выгрузного отверстия бункера, перераспределяющего в нём силы трения скольжения семян друг о друга, увеличивая дополнительное перемещение семян с пластины-вибратора:

- собственная скорость истечения трудносыпучих семян кормовых трав без вибрации составляет от 0,116 до 0,176 м/с, что недостаточно для истечения их из бункера без принудительных усилий, а под воздействием вибрации увеличивается в 4,5 раза. 3. Аналитические исследования математических и регрессионных моделей позволило установить взаимосвязи между режимами и параметрами в системе «поток семян - пластина-вибратор»:

- на площадь пропускного отверстия бункера под воздействием вибрационного поля основное влияние оказывают частоты колебаний пластины-вибратора и собственная частота истечения семян. С увеличением массового расхода семян влияние частоты пластины-вибратора снижается;

- площадь высевного зазора и амплитуда колебаний пластины-вибратора для семян с различной степенью сыпучести определена по регрессионным зависимостям:

- для сыпучих семян трав, близких к зерновым: 1 —1 7 фацелия: при ¿Уд = 3,25с , щ = 3,75с ,Sзазор = 1120 мм , А=11,2 мм;

- для среднесыпучих трав, близких к зерновым: 1 —1 2 житняк: при ¿Уд = 3,26с , ¿у0 =3,7с ,S3a30 = 1834,1 мм ,

А-18,3 мм;

- для трудносыпучих семян трав: кострец безостый: при ¿Уд = 4,6с-1, ¿у0 = 5,4с-1, 5зазор = 3206,8мм2, А=32 мм;

- поверхность отклика сыпучих и среднесыпучих семян злаков и трав представляет собой выпуклые поверхности с отчетливо выраженным «центром» оптимизации при соотношениях частот колебаний вибратора ¿Уд и частот истечения ¿у0 : для сыпучих - 12-13 с"1 и 22 с"1 соответственно; для сыпучих семян трав 3,5 с"1 и 4 с"1 соответственно; для среднесыпучих семян трав (житняк) 3 с"1 и 4 с"1 соответственно; для трудносыпучих семян трав (кострец безостый) - поверхности отклика вогнутые, центр оптимизации снижается в сторону низких частот 5 с"1 и 6 с"1 соответственно;

- возникающие противоречия повышения зазора и амплитуды колебаний пластины-вибратора для трудносыпучих семян при истечении с понижением зазора для высева малых норм высева и склонностью к сводооб-разованию решено необходимостью усиления внешнего воздействия в зазоре пластиной-вибратором, увеличением либо частотой сох, либо увеличением усилия путем накачки мощности электрического импульса (увеличением прогиба пластины-вибратора);

- для обеспечения малых норм высева семян кормовых трав от 3 до 25 кг/га возникающие усилия в пластине-вибраторе и потоке семян , а также амплитуды Ал и А0 соответственно должны быть не ниже следующих:

- для сыпучих семян трав: г/ - 9,92т/с, Ах =10,56 мм, =13,2 г/с, А^ = 14,04 мм;

- для среднесыпучих трав: г/ = 9,64 г/с, а'х =10,26 мм, ^о =12,82 г/с, А^ =13,64 мм;

- для трудносыпучих семян трав:

20,43 г/с, А'х =21,74 мм, =27,18 г/с, А^ =28,92 мм;

- расчетные амплитуды и частоты реальной пластины-вибратора для семян с нормальной сыпучестью имеют коэффициенты запаса мощности для необходимых усилий пластины-вибратора и его прогиба; для трудносыпучих семян с малой нормой высева необходимо увеличивать мощность электрического импульса, подаваемого на электромагнит изначально.

4. Экспериментальные исследования позволили установить физико-механические свойства семян трав с различной степенью сыпучести:

- объёмная масса у сыпучих семян эспарцета - 400,0 кг/м3, фацелии - 521,0

3 3 кг/м ; у среднесыпучих семян: житняка - 330,8 кг/м , овсяницы - 299,0 кг/м3 , пырея - 164,0 кг/м3; у трудносыпучих семян костреца безостого -168,3 кг/м3;

- коэффициент уплотнения: у сыпучих семян эспарцета - 1,06, фацелии -1,09; у среднесыпучих семян: житняка - 1,12, овсяницы - 1,13, пырея -1,17; у трудносыпучих семян костреца безостого - 1,17;

- коэффициент истечения: у сыпучих семян эспарцета - 0,57, фацелии -0,50; у среднесыпучих семян: житняка - 0,48, овсяницы - 0,46, пырея -0,45; у трудносыпучих семян костреца безостого - 0,38 ;

- форма семян трудносыпучих семян значительно отличается от шаровидной формы, ближе к пластине.

5. Экспериментальными исследованиями установлены зависимости норм и неравномерности высева семян с различной степенью сыпучести от мощности импульса, подаваемой на электромагнит от 2 до 16 Вт. При амплитуде колебаний пластины-вибратора 12 мм, частоте 6,7 Гц для трудносыпучих семян костреца безостого мощность импульса для норм высева от 5 до 25 кг/га составляет 4-12 Вт; для среднесыпучих - овсяницы газонной 6-8; житняка 5-6,5; пырея 7-15; сыпучих - фацелии 2,5 -3,5; эспарцета 8-16 Вт;

- неравномерность высева всех семян различной степени сыпучести при найденных режимах работы вибродискретной высевающей системы не превышает 3%, а неустойчивости - от 0,3 до 2,1%.

6. Данные технико-экономического анализа подтверждают целесообразность использования вибродискретной высевающей системы при высеве семян кормовых трав. Использование данной системы позволит получить около 94691,52 рублей дополнительной прибыли от сокращения расхода семян при посеве со сроком окупаемости дополнительных затрат 0,6 года. Чистый дисконтированный доход составляет (в расчете за 8 лет существования проекта) 360413,5 рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Семенихина, Юлия Александровна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев, Н. Г. Луговодство / Н. Г. Андреев. - 4-е изд., перераб. - Москва: Колос, 1981.-383 с.

2. Арсланов, М. А. Особенности высева слабосыпучих и несыпучих семян кормовых растений / М. А. Арсланов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - №12. - С. 13-14.

3. Астра СЗТ-З, 6 А. Сеялка зернотукотравяная: [Электронный ресурс]. URL: http://www.bsm.sura.ru/szt 36a.html (дата обращения: 22.01.2013).

4. Беседы по автоматике / Н. И. Голубничий, Г. Ф. Зайцев, М. А. Иващен-ко, Н. М. Чумаков. - 2-е изд. - Киев: Техшка, 1973. - 236 с.

5. Беспамятнова Н. М. Динамическая модель поведения слоя семян на пластине высевающего аппарата вибродискретного действия / Н. М. Беспамятнова, В. П. Рипка // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. -2002. - №2. - С. 77-79.

6. Беспамятнова, Н. М. Вибрации в технологических процессах / Н. М. Беспамятнова. - 2-е изд., доп. и перераб. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2010. -228 с.

7. Беспамятнова, Н. М. Колебания и вибрации в технологических процессах почвообрабатывающих и посевных машин и агрегатов / Н. М. Беспамятнова. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2008. - 224 с.

8. Беспамятнова, Н. М. Механико-технологические основы синтеза исполнительных структур посевных машин и агрегатов: диссертация доктора технических наук: 05.20.01 / Н. М. Беспамятнова. - Зерноград, 1994. - 295 с.

9. Беспамятнова, Н. М. Научно-методические основы адаптации почвообрабатывающих и посевных машин / Н. М. Беспамятнова. - Ростов-на-Дону: Терра, 2002. - 176 с.

10. Беспамятнова, Н. М. Повышение Эффективности высева трудносыпучих семян / Н. М. Беспамятнова, Ю. А. Семенихина // Техника в сельском хо-

зяйстве. - 2012. - № 5. - С. 12-13.

11. Богомягких, В. А. Обоснование параметров и режимов работы сводо-образующих устройств бункерных дозирующих систем сельскохозяйственных машин и установок / В. А. Богомягких, В. П. Трембич, А. И. Пахайло. - Зерно-град: АЧГАА, 1997. - 123 с.

12. Богомягких, В. А. Теоретические основы расчета сводоразрушающих устройств бункеров сельскохозяйственного назначения / В. А. Богомягких [и др.]. - Зерноград: АЧГАА, 1997. - 123 с.

13. Богомягких, В. А. Теория эквивалентного динамического свода в механике дискретных сыпучих тел / В. А. Богомягких. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2007. - 64 с.

14. Боровиков В. П. STATISTICA. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows / В. П. Боровиков, И. П. Боровиков. - 2-е изд. - Москва: Фи-линъ, 1998. - 608 с.

15. Бричагина, А. А. Движение семян и гранул минеральных удобрений в бункере сеялки / А. А. Бричагина, В. К. Евтеев // Вестник Алтайского государственного университета. - 2008. - №7 (45). - С. 64-66.

16. Бузенков, Г. М. Машины для посева сельскохозяйственных культур / Г. М. Бузенков, С. А. Ма. - Москва: Машиностроение, 1976. - 272 с.

17. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г. В. Веденяпин. - Москва: Колос, 1973 - 200 с.

18. Вильсон, У. К. Вибрационная техника / У. К. Вильсон. - Москва: Машиностроение, 1963. - 412 с.

19. Вишняков, А. А. Комбинированный вибрационный высевающий аппарат зерновой сеялки / А. А. Вишняков, А. С. Вишняков, В. А. Козлов // Тракторы и сельхозмашины. - 2009. - №11. - С. 8-10.

20. Волков А. Т. Об угле естественного откоса и его определении / А. Т. Волков, В. В. Назаренко // Материалы 18-й научной конференции Благовещенского с.-х. ин-та. - Благовещенск, 1970.- С.85-86.

21. Ворошилов А. И. Коэффициенты трения семян об опорную поверх-

ность / А. И. Ворошилов // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1975. - №9.- С.45-46.

22. Выборочный каталог техники JOHN DEERE. - Москва: ЭкоНива. -2008.-43с.

23. ГОСТ 12036-85. Семена сельскохозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб. - Москва: Изд-во стандартов, 1986. - 3 с.

24. ГОСТ 12042-80.Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения массы 1000 семян. - Москва: Изд-во стандартов, 1984. - 4 с.

25. Гусаров, В. А. Повышение качества посева трудносыпучих семян пневматической сеялкой: автореферат диссертации кандидата технических наук: 05.20.01 / В. А. Гусаров. - Пенза, 2009. - 18 с.

26. Демьяненко, А. Г. Вибрационные технологии и вибровозбудители в сельхозпроизводстве / А. Г. Демьяненко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - №11. - С. 34-35.

27. Денисов, В. Н. Развитие теории и разработка вибрационных электромеханических систем сельскохозяйственного назначения: автореферат диссертации доктора технических наук: 05.20.02 / В. Н. Денисов. - Москва, 2012. - 40 с.

28. Дьяконов, В. П. Mathcad 2001: учебный курс / В. П. Дьяконов. -Санкт-Петербург: Питер, 2001. - 624 с.

29. Забродин, В. П. Совершенствование процессов механизированного внесения многокомпонентных туковых смесей: диссертация доктора технических наук: 05.20.01 / В. П. Забродин. - Зерноград, 2003. - 433 с.

30. Забродин, В. П. Технологические процессы внесения минеральных удобрений в системах точного земледелия / В. П. Забродин, А. М. Бондаренко, И. Г. Понамаренко. - Ростов-на-Дону: Терра, 2008. - 184 с.

31. Зенков, P. JI. Бункерные устройства / P. JT. Зенков. - Москва: Машиностроение, 1977. - 231 с.

32. Зенков, P. JI. Механика насыпных грузов / P. JI. Зенков. - Москва: Машиностроение, 1952. - 216 с.

33. Зубрилина, Е. М. Универсальная система вибродискретного действия для высева семян и удобрений / Е. М. Зубрилина, Е. И. Хлыстов // Техника в сельском хозяйстве. - 2009. - №2. - С. 34-35.

34. Иванов, А. Ф. Кормопроизводство / А. Ф. Иванов, В. Н. Чурзин, В. И. Филин. - Москва: Колос, 1996. - 400 с.

35. Игнатьев, С. А. Технология возделывания эспарцета в Ростовской области / С. А. Игнатьев, Т. В. Грязева, И. М. Чесноков. - Ростов-на-Дону: Книга, 2010.- 17 с.

36. Изменение эффективной вязкости дисперсных сыпучих материалов под воздействием вибрации / А. А. Гнездилов, К. А. Пехтерев, Д. Н. Пирожков, С. А. Сорокин // Вестник Алтайского государственного университета. - 2006. -№4 (24).-С. 50-53.

37. Карпенко, А. Н. Сельскохозяйственные машины: учебник / А. Н. Карпенко, В. М. Халанский. - 5-е изд., перераб. и доп. - Москва: Колос, 1983. -495 с.

38. Карцов, С. К. Применение метода подсистем к анализу колебаний гибридных механических систем / С. К. Карцов, М. Д. Перминов. - Москва: Наука, 1981.- 142 с.

39. Клишин, А. И. Обоснование параметров и режимов работы вибрационного высевающего аппарата: автореферат диссертации кандидата технических наук: 05.20.01 / А. И. Клишин. - Новосибирск, 2009. - 20 с.

40. Клишин, А. И. Оптимизация вибрационного высевающего аппарата / А. И. Клишин // Вестник Алтайского ГАУ. - 2009. - №3(53). - С. 60-65.

41. Козлов, В.А. Обоснование параметров и режимов работы комбинированного высевающего аппарата вибрационного типа: автореферат диссертации кандидата технических наук: 05.20.01 / В. А. Козлов. - Красноярск, 2012. - 18 с.

42. Колебания нелинейных механических систем: в 6-ти томах. Том 2 / Под ред. И. И. Блехмана. - Москва: Машиностроение, 1979. - 350 с.

43. Коновалов, В. В. Практикум по обработке результатов научных исследований с помощью ПЭВМ: учебное пособие / В. В. Коновалов. - Пенза:

ПГСХА, 2003.- 176 с.

44. Кормопроизводство / Н. В. Парахин [и др.]. - М.: КолосС, 2006. - 432 е.: ил.

45. Красовских, В. С. Универсальный вибрационный высевающий аппарат / В. С. Красовских, А. И. Клишин, В. В. Павленко // Вестник Алтайского ГАУ. - 2007. - №4(30). - С. 62-66.

46. Крючин, Н. П. Комбинированный агрегат для посева козлятника восточного / Н. П. Крючин, С. В. Вдовкин // Сельский механизатор. - 2010. - №3 -С. 7.

47. Крючин, Н. П. Совершенствование процесса дозирования трудносыпучих семян путем применения электрического поля / Н. П. Крючин, С. И. Васильев, А. Н. Крючин // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2010. - №3. - С. 36-40.

48. Культурные растения. Кострец: [Электронный ресурс]. URL: http://plant.agronationale.ru/20231.html (дата обращения: 10.09.2012).

49. Культурные растения. Пырей: [Электронный ресурс]. URL: http://plant.agronationale.ru/20235.html (дата обращения: 10.09.2012).

50. Культурные растения. Фацелия: [Электронный ресурс]. URL: http://www.vitusltd.ru/med_faceliya.html (дата обращения: 11.09.2012).

51. Курочкин, В. Н. Технико-экономический анализ инженерных решений: учебное пособие / В. Н. Курочкин. - Зерноград: АЧГАА, 2003. - 86 с.

52. Липкович, И. П. Современное луговодство / И. П. Липкович. - Санкт-Петербург: ПРОФИ-ИНФОРМ, 2005. - 424 с.

53. Малиев, В. X. Разработка способов и технических средств для создания прототипов полупустынных пастбищ: диссертация доктора технических наук: 05.20.01 / В. X. Малиев. - Ставрополь, 1996. - 302 с.

54. Мачкарин, А. В. Повышение эффективности выращивания зерновых с разработкой и обоснованием оптимальных параметров сеялки прямого посева: автореферат диссертации кандидата технических наук: 05.20.01 / А. В. Мачкарин. - Мичуринск, 2009. - 22 с.

55. Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С. В. Мельников, В. Ф. Алешин, П. М. Рощин. -Ленинград: Колос, 1980. - 200 с.

56. Методика экономической оценки технологий и машин в сельском хозяйстве / В. И. Драгайцев [и др.]. - Москва: ВНИИЭСХ, 2010.- 147 с.

57. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. - Москва: Министерство Финансов РФ, 1992.- 150 с.

58. Методические указания по оценке эффективности инвестиционных проектов / Министерство экономики РФ, Министерство финансов РФ. - Москва, 1999.-26 с.

59. Овсянников, С. А. Совершенствование технологического процесса механизированного посева семян зерновых культур машиной с электромагнитной системой дозирования норм высева: диссертация кандидата технических наук: 05.20.01 / С. А. Овсянников. - Ставрополь, 2000. - 206 с.

60. Пановко Я. Г. Устойчивость и колебания упругих систем /Я .Г. Па-новко, И. И. Губанова. - Москва: Машиностроение, 1988. - 386 с.

61. Пат. 2056716 Российская Федерация, МКА А 01 С 7/04. Высевающая система / В. С. Сухин, В. М. Ковшарь, А. М. Ильин.; патентообладатель В. С. Сухин, В. М. Ковшарь, А. М. Ильин. - № 5043375/15; заявл. 22.05.1992; опубл. 27.03.1996, Бюл. № 34. - 5 с.

62. Пат. 2142685 Российская Федерация, МПК6 А 01 С 7/12. Высевающий аппарат /Н. П. Крючин, А. М. Петров, Ю. В. Ларионов, А. Н. Андреев, М. В. Власовец.; патентообладатель Самарская ГСХА . - № 98107606/13; заявл. 21.04.99; опубл. 20.12.99, Бюл. №35. -5с.

63. Пат. 2273979 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/00, А 01 С 7/04. Способ управления дозирующей системой сеялки и устройство для его осуществления / Н. М. Беспамятнова, Э. И. Липкович, И. М. Чекрыгина, В. В Сокла-ков.; патентообладатель ГНУ ВНИПТИМЭСХ. - № 2001132935/12: заявл. 20.07.2003; опубл. 20.04.2006, Бюл. №11. - 5 с.

64. Пат. 2281639 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/16. Высевающий аппарат / Н. П. Крючин, Ю. В. Ларионов, С. В. Вдовкин.; патентообладатель Самарская ГСХА. - 2003129849/12; заявл. 07.10.2003; опублпубл. 20.08.06, Бюлл. №23. - 6 с.

65. Пат. 2288564 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/16. Высевающий аппарат / Н. П. Крючин, Ю.В. Ларионов, А. М. Петров, С. В. Сафонов.; патентообладатель ФГОУ ВПО Самарская ГСХА. - № 2005112647/12; заявл. 26.04.2005; опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34. - 8 с.

66. Пат. 2300183 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/16. Вибрационный высевающий аппарат / С. А. Булавин, А. В. Мачкарин.; патенрообладатель ФГОУ ВПО Белгородская ГСХА. - № 2005135525/12; заявл. 15.11.2005; опубл. 10.06.2007, Бюл. № 16.-5 с.

67. Пат. 2303343 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/16. Высевающий аппарат / Н. П. Крючин, Ю. В. Ларионов, В. А. Гусаров.; патентообладатель ФГОУ ВПО Самарская ГСХА. - № 2005137458/12; заявл. 01.12.2005; опубл. 27.07.2007, Бюл. № 21. - 8 с.

68. Пат. 2343677 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/16. Вибрационный высевающий аппарат / Трубилин Е. И., Иванов В. П., Баловнев К. А.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Кубанский ГАУ. - №2007106481/12; заявл. 20.02.2007; опубл. 20.01.2009. Бюлл. № 2. - 5 е.: ил.

69. Пат. 2448446 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/16. Вибрационный высевающий аппарат / К. Р. Казаров, А. В. Турищев, В. П. Евсюкова, И. К. Лукина.; патентообладатель ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ. №2010151072/13; заявл. 13.12.2010; опубл. 27.04.2012, Бюл. № 13.-6 с.

70. Пат. 99360 Российская Федерация, МПК В 07 В 4/02. Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде / В. С. Сухин, И. В. Чернобай.; патентообладатель В. С. Сухин, И. В. Чернобай. - № 2010124720/03; заявл. 16.06.2010; опубл. 20.11.2010. Бюл. № 32. - 2 с.

71. Пирожков, Д. Н. Сведение гидродинамической модели виброожижен-ного сыпучего материала к системе Лоренца / Д. Н. Пирожков // Вестник Ал-

тайского государственного университета. - 2008. - №8 (46). - С. 59-65.

72. Разработка наукоёмких ресурсосберегающих машинных технологий и технических средств возделывания и уборки зерновых, масличных кормовых и других культур. Подготовка технико-экономического обоснования на основе аналитических и технико-экономических исследований приоритетных направлений прогнозируемого развития создания высокоэффективных технологий посева и технических средств с элементами динамических систем управления одновременным неконтактным высевом семян и удобрений: Отчет о НИР (про-межуточ.) / ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии; Рук. Н. М. Беспамятнова. - Инв.№ 92-11.1 . - Зерноград, 2011. - 131 с. - Отв. исполн. Н. М. Беспамятнова, Ю. А. Беспамятнов, Ю. А. Семенихина, В. В. Реутин, А. А. Калинько, И. В. Божко.

73. Разработка наукоёмких ресурсосберегающих машинных технологий и технических средств возделывания и уборки зерновых, масличных кормовых и других культур: 1. Обоснование параметров и режимов исполнительных подсистем сеялки на основе теоретических и экспериментальных исследований технологического процесса посева с одновременным неконтактным высевом семян зерновых, пропашных, мелкосеменных сельскохозяйственных культур и минеральных удобрений. 2. Разработка конструкторской документации для изготовления экспериментального образца исполнительных подсистем сеялки для технологически одновременного высева семян и удобрений Отчет о НИР (про-межут.) / СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии; Рук. Н.М. Беспамятнова. - №ГР 7721022959.11.8002.6; Инв.№ 107-12.1. - Зерноград, 2012. - 123 с. - отв. исполн. Н.М. Беспамятнова; соисп. Ю.А. Беспамятнов, Ю.А. Семенихина, В.В. Реутин, И.В. Божко, A.A. Колинько, В.В. Головин.

74. Разработка новых наукоёмких ресурсосберегающих высокоточных машинных технологий посева семян при возделывании различных сельскохозяйственных культур в условиях рискованного земледелия и уборки зерновых, масличных кормовых и других культур Проведение исследований по агротехнической и энергетической оценке высокоточных технологических приемов и

операций посева семян и удобрений при возделывании основных с.-х. культур в условиях засушливого земледелия: Отчет о НИР (промежут.) / СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии; Рук. Н. М. Беспамятнова. - Инв.№ 46-08.1 - Зерноград, 2008. - 96 с. - исполн. Н. М. Беспамятнов, Ю. А. Семенихина, Ю. А. Беспамят-нов, Е. И. Хлыстов, Д. А. Подольский.

75. Сафонов, С. В. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров дисково-штифтового высевающего аппарата пневматической сеялки для посева семян фитомелиорантов (на примере костреца): автореферат диссертации кандидата технических наук: 05.20.01 / С. В. Сафонов. - Пенза, 2007.- 17 с.

76. Семенихина Ю. А. Динамика высева семян в вибрационном поле / Ю. А. Семенихина, Н. М. Беспамятнова, В. В. Головин // Materialy VIII mi^dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Dynamika naukowych badañ-2012». - Przemysl, 2012. - Str. 66-76.

77. Семенихина, Ю. А. Исследование конструктивных параметров электромагнитного дозатора универсальной высевающей системы / Ю. А. Семенихина // Исследование и разработка современных технологий и средств механизации в полеводстве Юга России: сборник научных трудов международной научно-практической конференции «Приоритетные направления исследований и разработка новых технологий и технических средств»: 15-16 мая 2007 г. - Зерноград, 2007. - С. 70-79.

78. Семенихина, Ю. А. Высев семян трав в вибрационном поле / Ю. А. Семенихина, Н. М. Беспамятнова // Высокоэффективные технологии и технические средства в сельском хозяйстве: Донская аграрная научно-практическая конференция «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы»: 25-26 октября 2012 г. - Зерноград, 2012. - С. 55-59.

79. Семенихина, Ю. А. Некоторые физико-технологические свойства семян кормовых культур / Ю. А. Семенихина // Агроинженерная наука в сфере АПК: инновации, достижения: сборник научных трудов 7-й Международной научно-практической конференции «Агроинженерная наука в повышении энер-

гоэффективности АПК». - Зерноград, 2012. - С. 177-181.

80. Семенихина, Ю. А. Оптимизация высоты высевных окон вибрационного дозатора семян / Ю. А. Семенихина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. - № 8. - С. 32.

81. Семенихина, Ю. А. Синтез параметров вибратора универсальной высевающей системы / Ю. А. Семенихина // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы международной научно-практической конференции в рамках 12-й международной агропромышленной выставки «Интерагромаш». - Ростов-на-Дону, 2009. - С. 69-73.

82. Сеялка зерно-травяная пневматическая КУЕШЧГЕЬАЫО Бв: [Электронный ресурс]. 1ЖЬ: http://agrouk.ru/s-kverneland/94—куегпе1апс!-с^ (дата обращения: 22.01.2013).

83. Сеялки «Клён» с электронным управлением и контролем высева: рекламный проспект / РекордТехно. - Миллерово, 2013. - 7 с.

84. Соклаков, В. В. Режимы и параметрами универсальной дозирующей системы дифференцированного высева семян: диссертация кандидата технических наук: 05.20.01 / В. В. Соклаков. - Зерноград, 2003. - 179 с.

85. Специальная сеялка для прямого посева трав, промежуточных и зерновых культур: [Электронный ресурс] / Н. Д. Лепешкин [и др.] // Белорусское сельское хозяйство: электронный научно-практический журнал. - 2009. - №3 (83). ШЬ: ЬПр://аепси1Шге.Ьу/?р=1123 (дата обращения: 16.01.2013).

86. Техника. Запасные части. Сервис: рекламный проспект / Подшипник-маш. -Ростов-на Дону, 2013. - 17 с.

87. Трубилин, Е. И. Универсальный вибрационный высевающий аппарат / Е. И. Трубилин, И. Н. Шихин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. - №5. - С. 24-25.

88. Трухачев, Е. Д. Особенности движения несыпучего семенного материала в бункере сеялки при использовании спиралей в качестве транспортирующих средств и их производительности / Е. Д. Трухачев, В. X. Малиев // Известия Горского государственного аграрного университета. - 2012. - Т. 49. - №

4-4.-С. 221-227.

89. Федоренко, И. Я. Динамика виброожиженного слоя сельскохозяйственного материала / И. Я. Федоренко, Д. Н. Пирожков // Вестник РАСХН. -2006.-№6.-С. 13-15.

90. Федоренко, И. Я. Исследование вынужденных колебаний подвижной части вибрационного дозатора / И. Я. Федоренко, С. А. Сорокин // Вестник Алтайского государственного университета. - 2006. - №3 (23). - С. 58-61.

91. Федоренко, И. Я. Особенности проявления эффективного снижения трения в лотковых вибрационных дозаторах / И. Я. Федоренко, У. К. Сабиев

// Вестник Алтайского государственного университета. - 2012. - №1 (87). - С. 85-90.

92. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений: Методы исследования, приборы, характеристики / Б. А. Воронюк [и др.]. - Москва: Колос, 1970. - 423 с.

93. Шубин, И. Н. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойство / И. Н. Шубин, М. М. Свиридов, В. П. Таров. - Тамбов: Изд-во. Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. - 76 с.

94. Bosoi, E.S., Verniaev, О. V.; Smirnov, 1. 1., and Sultan-Shakh, E. G., 1987, Agricultural machines, theory, construction and calculations, Vol. l,Oxionian Press Pvt. Ltd., New Delhi : 237-275.

95. Holzapfel G. Landtechnikheute und morgen.- Berlin: Technik, 1976.- 231 s.

96. Kugler К. Maschinen und Gerätefür die Pflanzenproduktion.- Berlin: DeutscherLandwirtschaftsverlag, 1981. -228 s.