Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Ларюшин Н.П. 1 Кувайцев В.Н. 1 Загудаев С.Д. 1 Шуков А.В. 1 Шумаев В.В. 1 Поликанов А.В. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия

Статья посвящена повышению качества посева семян лука (чернушки) при различных режимах работы нового ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце и содержит результаты лабораторных исследований ячеисто-дискового высевающего аппарата по определению оптимальных геометрических и кинематических параметров, обеспечивающих наилучшую равномерность распределения семян лука в рядке. В рамках данного исследования проведен многофакторный эксперимент для обоснования оптимальных значений конструктивных и режимных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце; определён оптимальный тип цилиндра упругодеформируемого кольца, обеспечивающего наилучшую равномерность распределения семян лука в рядке. Новый ячеисто-дисковый высевающий аппарат исследовали на почвенном канале. В результате эксперимента было установлена зависимость равномерности распределения семян лука от окружной скорости высевающего диска, жесткости цилиндра и скорости ролика.

Статья в формате PDF

788 KB

высевающий аппарат

сеялка

многофакторный эксперимент

распределение семян

упругодеформируемое кольцо

цилиндры

1. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. – М.: Колос, 1967. – 159 с.

2. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. – М.: Колос, 1966. – 134 с.

3. Посевные машины. Теория, конструкция, расчет / Н.П. Ларюшин, А.В. Мачнев, В.В. Шумаев и др. – М.: Росинформагротех, 2010. – 292 с.

4. Мельников С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алёшкин, П.М. Рощин. – Л.: Колос, 1980. – 168 с.

5. ОСТ 10 5.1-2000. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей. Введ. 15.06.2000. – М.: Росинформагротех, 2000.– 72 с.

6. Цивин М.Н. Многофакторный эксперимент: графическая интерпретация данных. – Киев: ИГиМ, 2002. – 120 с.

Качество посева семян лука ячеисто-дисковым высевающим аппаратом с цилиндрами на упругодеформируемом кольце зависит от множества факторов. В связи с этим лабораторные исследования проводились с применением методики планирования многофакторного эксперимента согласно ОСТ 70.5.1-82[5].

При проведении опытов были выбраны 2 типа цилиндров упругодеформируемого кольца: пустотелые цилиндры и сплошные цилиндры. Для нахождения интервалов оптимальных значений конструктивных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндром на упругодеформируемом кольце использовали установку, изображенную на рис. 1 и 2.

Для определения качественных показателей работы ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце были проведены экспериментальные исследования, в результате которых выявлены конструктивно-режимные параметры и установлены их значения [3].

Анализ работы ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце в технологическом процессе показал, что наибольшее влияние на равномерность распределения семян лука в рядке оказывают: окружная скорость высевающего диска, жесткость цилиндров упругодеформируемого кольца и скорость ролика.

После обработки результатов эксперимента на ПЭВМ с использованием прикладной программы «Exel 7.0» и «Statistika Version 6.0» получили адекватную математическую модель второго порядка, описывающую зависимость .

Уравнение регрессии в закодированном виде запишется как

(1)

Рис. 1. Схема почвенного канала с экспериментальной установкой: 1 – полистпаст; 2, 5 – редуктор; 3,7 – цепная передача; 4, 6 – электродвигатель; 8 – приводная тележка; 9 – навеска; 10 – посевная секция; 11 – липкая лента; 12 – гибкий трос; 13 – пульт управления; 14 – экспериментальный высевающий аппарат; 15 – сошник

Рис. 2. Почвенный канал с экспериментальной установкой

После канонического преобразования и определения вида поверхности отклика проводили ее анализ с помощью двухмерных сечений поверхности отклика [4,6].

Для этого, придавая различные значения критерию оптимизации в каноническом уравнении, строили серию кривых равного выхода (изолиний) в области допустимых значений варьирования независимых переменных.

После обработки результатов многофакторного эксперимента на ПЭВМ получили адекватную математическую модель второго порядка в раскодированном виде:

(2)

Для получения двухмерного сечения поверхности отклика, характеризующего показатель равномерности распределения семян в зависимости от окружной скорости высевающего диска (X1) и жёсткости цилиндров упругодеформируемого кольца (X3), описывается уравнением, которое определяется из уравнения (2) при X2 = 0, после чего получим уравнение (3):

. (3)

Построили двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян в рядке от окружной скорости высевающего диска и жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца [1].

Результаты расчета представлены на рис. 3.

Риc. 3. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян от окружной скорости высевающего диска (Vд) и жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца, с

Из рис. 3 видно, что равномерность распределения семян составляет 84 % при нахождении оптимальных значений рассматриваемых факторов окружной скорости высевающего диска и жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца в пределах Vд = 0,25...0,28 м/с, c = 1,3...1,7 н/м.

Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее показатель равномерности распределения семян в зависимости от жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца (Х3) и скорости ролика (Х2), описывается уравнением, которое определяется из выражения (2) при Х1 = 0, после чего получим уравнение (4)

. (4)

Анализируя рис. 4, видим, что равномерность распределения семян составляет 84 % при нахождении оптимальных значений рассматриваемых факторов жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца и скорости ролика c = 1,3...1,7 н/м, Vр = 2...4,5 м/с.

Для получения двухмерного сечения поверхности отклика, характеризующего равномерность распределения семян в зависимости от окружной скорости высевающего диска (Х1) и скорости ролика (Х2), в уравнение (2) подставляли значение Х3 = 0, в результате получим уравнение (5):

. (5)

Анализируя рис. 4, видим, что равномерность распределения семян составляет 84 % при нахождении оптимальных значений рассматриваемых факторов окружной скорости высевающего диска и скорости ролика в пределах Vс = 0,25...0,33 м/с м/с, Vр = 3,1...4,1 м/с.

При использовании уравнения (2) в инженерных расчетах удобнее представить его в раскодированном виде [2].

Рис. 4. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян от жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца (с) и скорости ролика (Vр)

Переход от кодированных (х1, х2, х3) значений к натуральным (α, β, h) значениям факторов осуществляли в соответствии с условиями эксперимента по формуле (1).

Оптимальные значения параметров в раскодированном значениях представлены в таблице.

Рис. 5. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян от окружной скорости высевающего диска (Vд) и скорости ролика (Vр)

Оптимальные значения исследуемых факторов

Лабораторные исследования позволили определить оптимальную конструкцию ячеисто-дискового высевающего аппарата с упругодеформируемым кольцом, обеспечивающую максимально возможную равномерность распределения семян лука в рядке. Выбран оптимальный тип цилиндра упругодеформируемого кольца. На основе анализа уравнения регрессии второго порядка, получаемого при реализации трехфакторного эксперимента униформротатабельного плана, определены интервалы оптимальных значений конструктивных и режимных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с упругодеформируемым кольцом: окружная скорость высевающего диска, 0,3 м/с, жесткость цилиндра упругодеформируемого кольца, 1,7 Н/м, скорость ролика, 3,5 м/с, при этом равномерность распределения семян лука в рядке составит 84 %.

Рецензенты:

Уханов А.П., д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», г. Пенза;

Кухарев О.Н., д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», г. Пенза.

Работа поступила в редакцию 01.08.2013.

Библиографическая ссылка