Обгрунтування конструктивних параметрів апарату точного висіву зернових культур

Для обгрунтування форми каналу подачі насіння важливо визначити ділянку переходу криволінійної траєкторії в практично прямолінійну, де насіння без додаткового опору та травмування від ударів досягне дна борозни. Задача вирішена шляхом диференціювання рівняння траєкторії руху і наближення дотичної до вертикалі з заданою точністю К.

Тоді умова приближення до руху по вертикалі може бути записана у вигляді:

Рішення рівняння відносно змінної визначає висоту переходу криволінійної горловини в прямолінійну. Друга координата визначається підстановленням в рівняння траекторії руху. Після визначення координати з достатньою для практичних розрахунків точністю знаходиться кут вивантаження насінин з диску.

Рішення отриманого трансцендентного тригонометричного рівняння здійснено чисельними методами на ЕОМ.

Розділ 3. “Програма і методика експериментальних досліджень”.

Програмою досліджень передбачено:

1. Визначення оптимальних параметрів експериментального висіваючого апарату при лабораторних дослідженнях.

2. Дослідження впливу параметрів та кінематичних режимів роботи висівного апарату на показники якості висіву.

3. Дослідження працездатності експериментальної сівалки з апаратом точного висіву в польових умовах.

Для проведення досліджень розроблений спеціальний автоматизований вимірювально-обчислювальний комплекс ВОК-1 на базі керуючої ЕОМ.

Необхідність розробки такого комплексу обумовлена великим обсягом експериментальних досліджень і підвищенням ефективності робіт в галузі посівної техніки. Комплекс ВОК-1 розроблений на рівні нового технічного рішення (а. с. №1662390).

Комплекс ВОК-1 має спеціально розроблене методичне та матеметичне забезпеченням (алгоритм оптимізації параметрів і режимів роботи висівного апарату, програма обробки експериментальних даних).

Вихідними параметрами роботи висівного апарату є показники якості висіву, які і оптимізуються в залежності від вхідних (конструктивних) параметрів. Параметром оптимізації на комплексі ВОК-1 прийнятий коефіцієнт варіації інтервалів часу між насінинами з остаточним контролем якості висіву на липкий барабан.

Дослідження роботи апарату точного висіву в польових умовах проводилось на дослідному зразку сівалки. Передбачене проведення контрольних дослідів з нормою висіву в межах 2, 25…4, 0 млн. шт/га. В основу контролю якості висіву покладений поінтервальний метод з визначенням середніх значень інтервалів, середньоквадратичних відхилень і коефіцієнтів варіації.

Розділ 4. “Експериментальні дослідження впливу основних параметрів висіваючого апарату на якість висіву”.

Представлені результати лабораторних та польових досліджень роботи розробленого пневматичного висіваючого апарату.

Після побудови і аналізу лінійного рівняння регресії для 22 чинників було здійснене круте сходження і визначені найбільш впливові параметри: величина вакууму P, лінійна швидкість присмоктувального отвору v0 і його діаметр d1. Для описування області оптимуму була побудована нелінійна статистична математична модель (при висіві пшениці) для натурального значення факторів.

Дослідженнями встановлено, що парні впливи лінійної швидкості

і діаметру присмоктуючого отвору, а також величини вакууму і

діаметру присмоктуючого отвору, на якість висіву (коефіцієнт варіації V) носить екстремальний характер (рис. 6, 7). Для усіх діаметрів присмоктуючих отворів коефіцієнт варіації висіву при підвищенні

лінійної швидкості спочатку зменшується, а потім збільшується.

При подальшому збільшенні лінійної швидкості скорочується час усіх операцій, які виконуються апаратом по дозуванню висіву насінин. Пояснюється це тим, що підвищення лінійної швидкості присмоктуючого отвору до певного рівня приводить до зменшення кількості подвійних захоплених насінин за рахунок більш активного з’єму зайвої насінини шаром насіння. Внаслідок цього збільшується відхилення від середнього значення інтервалу висіву, що і призводить до росту коефіцієнта варіації.

Як видно з рис. 6, 7 величина діаметра присмоктуючого отвору суттєво впливає на якість висіву. Збільшення діаметру з 1, 5 до 2, 0 мм призводить до зменшення коефіцієнту варіації, а збільшення діаметру після 2, 0 мм – збільшує коефіцієнт. Це пояснюється тим, що із збільшенням діаметру

сила присмоктування різко підвищується (рисунок 2 крива 2) і відповідно

до цього покращується стійкість процесу захоплення насінини.

а) поверхня выдгуку V = f (P, d1)

б) лінії рівних виходів

Рисунок 7 – Вплив величини вакууму P і діаметра присмоктувального отвору d1 на коефіцієнт варіації V (v0 = 0, 6 м/с пшениця “Поліська 70”)

При подальшому збільшенні діаметра отвору підвищується кількість подвійно захоплених насінин.

Проведений аналіз впливу величини розрідження в камері на коефіцієнт варіації виявив також екстремальну залежність (рис. 7). Лінії рівних виходів окреслюють межі оптимальних значень розрідження і діаметра присмоктуючого отвору.

Аналіз отриманих даних дозволив встановити величини параметрів висіваючого апарату та зони їх ефективного впливу на якість висіву. При цьому встановлено, що коефіцієнт варіації висіву знаходиться в межах (39, 5…42, 5) V0.

Польові дослідження проведені на експериментальній сівалці, укомплектованій посівними секціями з розробленим висіваючим апаратом. Результати досліджень експериментальної сівалки, порівняно з базовими моделями, представлені в таблиці 1.

Таблиця 1 – Порівняльні дані показників якості висіву базових (С3-3, 6А, Моноайр-23) і експериментальної сівалок (пшениця “Поліська 70”)

Проведені дослідження дозволили встановити, що для висіву зернових культур перспективним є експериментальний апарат.

Розділ 5. “Економічна ефективність використання однозернового посіву зернових колосових культур сівалкою точного висіву”.

Представлений розрахунок техніко-економічної ефективності використання сівалки точного висіву зернових. Розрахунок виконано в двох варіантах: порівняно з вітчизняною сівалкою СЗ-3, 6А і закордонною “Маноайр ГС-23”, які взяті за базові.

Розрахунок показав, що впровадження сівалки точного висіву порівняно з сівалкою С3-3, 6А дає економічний ефект 15872, 2 грн., а порівняно з сівалкою “Маноайр ГС-23”- 48015, 1 грн.