Повышение эффективности работы сошниковой группы зернотуковой сеялки
На правах рукописи
СКОБЕЕВ ИЛЬЯ НИКОЛАЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СОШНИКОВОЙ ГРУППЫ ЗЕРНОТУКОВОЙ СЕЯЛКИ Специальность 05.20.01-Технологии и средства механизации сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва 2011
Работа выполнена на кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка ФГОУ ВПО РГАЗУ и на кафедре механизации ФГБОУ ВПО «Смоленская ГСХА» кандидат технических наук, доцент
Научный консультант:
А.С. Сметнев доктор технических наук
Официальные оппоненты:
Имамов Имран Сабирович;
член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Горбачев Иван Васильевич
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский государственный научно-исследовательский институт информации и технико экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса» («Росинформагротех»).
Защита состоится «_»2011 г. в _ часов на заседании диссертационного совета Д 220.056.03 в Российском государственном аграрном заочном университете по адресу: 143900, г. Балашиха, ул. Юлиуса Фучика, д. 1, РГАЗУ
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГАЗУ Объявление и автореферат размещены на официальном сайте:
www.rgazu.ru «10» ноября 2011 года и на сайте Высшей аттестационной комиссии по адресу: [email protected]
Автореферат разослан «_»2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор О.П. Мохова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Одной из основных проблем аграрного сектора является повышение урожайности зерновых культур. Наукой и передовой практикой доказано, что повышение урожайности в большой степени зависит от эффективности припосевного внесения минеральных удобрений. В настоящее время, на территории России, большая часть минеральных удобрений вносится сплошным, поверхностным способом, с последующей их заделкой почвообрабатывающими машинами. При этом до 50% удобрений размещаются в верхнем (0-10 см) пересыхающем слое и не может в полной мере использоваться растениями. Уменьшения потерь и рост эффективности использования минеральных удобрений, можно добиться за счет локального внесения их в почву в виде гнезд, ленты и экрана.
Рядом исследователей доказана целесообразность посева зерновых с одновременным локальным внесением минеральных удобрений в стороне и ниже уровня размещения семян. Поэтому исследования направленные на совершенствование рабочих органов зернотуковых сеялок, обеспечивающих совмещение операций внесения минеральных удобрений и посева, является актуальной задачей.
Цель работы – повышение эффективности работы зернотуковой сеялки типа СЗ-3,6 путем применения автономной сошниковой группы для внесения минеральных удобрений.
Объект исследования – технологический процесс автономного внесения твердых минеральных удобрений долотообразным сошником в виде вертикальной ленты при посеве семян.
Предмет исследования – конструкторско-технологическая схема и основные параметры сошниковой группы зернотуковой сеялки, обеспечивающей внесение минеральных удобрений в междурядья.
Научная новизна заключается в математических моделях движения частиц удобрений в тукопроводе и сошнике, а также взаимодействия долотообразного сошника с почвой при формировании вертикальной щели под удобрения.
Практическая ценность работы заключается в:
- разработке конструкторско-технологической схемы автономной сошниковой группы зернотуковых сеялок (стандартной схемы с центральным расположением бункера для семян и удобрений) обеспечивающей внесение минеральных удобрений в междурядья в виде вертикальной ленты;
- обосновании конструктивных параметров сошниковой группы и рабочего органа для внесения минеральных удобрений в виде равномерной вертикально расположенной ленты в междурядьях ниже уровня расположения семян;
- установлении конструктивных параметров и режимов работы клапана ножа, предотвращающего забивание выходного отверстия долотообразного сошника почвой при заглублении;
- определении показателей качества работы предлагаемого рабочего органа для внесения минеральных удобрений в виде вертикальной равномерной ленты, расположенной в междурядьях ниже уровня расположения семян;
- повышении урожая яровой пшеницы в среднем на 3 ц/га.
Методика исследований. Методика теоретических исследований бази ровалась на использовании методов земледельческой и теоретической механики, численного анализа, статистического моделирования и программирования. Разработанные частные методики лабораторных исследо ваний базировались на методах математической статистики, статистического и регрессионного анализа с использованием современных вычислительных средств. Агротехнические, технико-эксплуатационные и экономические показатели определялись в соответствии с действующими Государственными и отраслевыми стандартами.
Реализация результатов исследований. Работа выполнена согласно плана научно-исследовательской работы Российского государственного аграрного заочного университета по теме №27 «Совершенствование обеспечения технологического процесса посева зерновых культур», согласно плана научно-исследовательских работ Смоленской государственной сельскохозяйственной академии по теме «Проведение научных исследований по разработке новых высокоэффективных агротехнологий, обеспечивающих максимальное снижение степени зависимости величины и качества урожая от неблагоприятных факторов, на основе исследований адаптивных механизмов растений с помощью биофизических методов». Результаты работы использованы при создании сошниковой группы зернотуковой сеялки.
Результаты исследований используются в учебном процессе и дипломном проектировании студентами факультета механизации и технического сервиса РГАЗУ и инженерно-технологического факультета Смоленской ГСХА.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях: в Российском государственном аграрном заочном университете (2004-2010г.г.) и Смоленской государственной сельскохозяйственной академии (2003-2010 г.г.).
На защиту выносятся:
- математическая модель движения частиц удобрений в тукопроводе и сошнике рабочего органа для внесения удобрений;
- математическая модель взаимодействия конструктивных элементов долотообразного сошника для внесения удобрений с почвой, а также взаимодействия клапана-ножа с почвой при формировании щели под удобрения;
конструкторско-технологическая схема сошниковой группы зернотуковой сеялки, обеспечивающей совмещение посева и внесения минеральных удобрений в виде вертикальной равномерной ленты, расположенной в междурядьях ниже уровня расположения семян;
- конструктивные параметры и режимы работы клапана-ножа, предотвращающего забивание выходного отверстия долотообразного сошника почвой при заглублении;
- результаты лабораторно-полевых и производственных испытаний, оценка экономической эффективности разработок;
- техническая новизна разработанного устройства (комбинированный долотообразный сошник «клапан-нож») подтверждена патентом РФ на изобретение №2415544.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано научных статей, в том числе один патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка, включающего 139 наименований, и 5 приложений. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, 38 иллюстраций.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении показана актуальность темы, ее практическая значимость, приведена цель исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» проведен анализ известных работ в области внесения минеральных удобрений при посеве зерновых культур;
влияния локального внесения минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы в условиях Смоленской области;
способов внесения минеральных удобрений и их анализ;
средств механизации для локального внесения минеральных удобрений при посеве зерновых культур;
конструктивных особенностей рабочих органов для локального внесения минеральных удобрений и посева.
Большой вклад в решение проблемы локального внесения удобрений внесли такие ученые, как Соколов О.А., Бобко Е.В., Синягин И.И., Гилис М.Б., Каликинский А.А., Горбылева А.И., Косьяненко А.Ф., Трапезников В.К., Вильдфлуш И.Р., Ходянкова С.Ф., Гордеев А.М., Персикова Т.Ф., Шмонин В.А.
и другие.
Обзор научной, технической и патентной литературы, эффективности технологий и способов внесения минеральных удобрений, анализ развития средств механизации внутрипочвенного локального внесения показал, что:
- локальное внесение удобрений, по сравнению со сплошным, увеличивает их эффективность более чем на 20%. Особенно эффективно локальное внесение при неблагоприятных факторах – засухе, переувлажнении и переуплотнении почв, несбалансированности элементов питания растений;
- с агроэкономической и агрохимической точки зрения, минеральные удобрения рекомендуется вносить локально-ленточным способом, ленты удобрений под зерновые культуры располагают с интервалом 0,15-0,30 м.
Оптимальная глубина заделки удобрения при локальном внесении 0,05-0,12 м;
- располагать удобрения целесообразно параллельно с посевным рядом на расстоянии 0,075 м;
- известные машины позволяют вносить минеральные удобрения локально в виде горизонтальных или наклонных лент, отсутствуют эффективные технические решения, обеспечивающие локальное внесение удобрений в форме жгута или вертикальной непрерывной ленты;
- нет простых и работоспособных устройств, предотвращающих забивание почвой туковых сошников;
- одним из приоритетных направлений исследований в разработке технологий внесения минеральных удобрений является создание комбинированного агрегата для их внутрипочвенного локального внесения одновременно с посевом зерновых культур.
На основании проведенного анализа и в соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
1) разработать математическую модель формирования вертикальной ленты минеральных удобрений при посеве зерновых;
2) обосновать конструкторско-технологическую схему сошниковой группы зернотуковой сеялки, обеспечивающей сев зерновых и внесение удобрений в виде вертикальной непрерывной ленты, расположенной в стороне и ниже семян в зависимости от состояния почвы;
3) установить частные зависимости изменения плотности почвы от воздействия на нее щелеобразователя, гранулометрического состава твердых минеральных удобрений;
4) обосновать основные параметры сошника зернотуковой сеялки, обеспечивающего внесение удобрений в виде вертикальной непрерывной ленты;
5) разработать устройство, предотвращающее забивание почвой долотообразного сошника;
6) провести лабораторные исследования и хозяйственные испытания долотообразного сошника новой сошниковой группы и определить экономическую эффективность работы.
Во второй главе «Исследование процесса сева зерновых при одновременном внесении минеральных удобрений в виде вертикальной ленты». Выбор оптимальных параметров рабочего органа был произведен с учетом результатов теоретических и экспериментальных исследований известных ученых в этой области: В.П. Горячкина, А.Н. Зеленина, Г.И.
Синеокова, А.П. Спирина, М.В. Сабликова, Г.П. Костюкова, В.В. Труфанова и других.
Предложена и обоснована технологическая схема сошниковой группы и долотообразного сошника для внесения твердых минеральных удобрений (рис.
1). Используется существующая сеялка с минимальным переоборудованием, которое заключается в установке вместо штатного лотка с перегородкой, которая разделяет потоки семян и удобрений, туко- и семяпроводов, двух долотообразных сошников, крепящихся с помощью кронштейнов к поводкам дискового сошника.
В основу комбинированного сошника зернотуковой сеялки положена долотообразная лапа шириной 0,05м. Долотообразные лапы размещены со смещением относительно дискового сошника по сторонам равным 0,075м.
Конструкторско-технологическая схема комбинированного сошника разработана к зернотуковой сеялке типа СЗ-3,6 с условием сохранения ее компоновочной схемы. Потоки удобрений от катушечных высевающих аппаратов подводятся к туковому долотообразному сошнику. Основные конструктивные элементы комбинированного сошника зернотуковой сеялки защищены патентом РФ № 2415544.
В нижней части сошника закреплен клапан-нож, он служит для формирования бороздки размещения удобрений в форме жгута или вертикальной непрерывной ленты в зависимости от дозы удобрений. Бороздка формируется в сравнительно рыхлой почве, образованной после прохода долота сошника. Клапан-нож так же предотвращает забивание почвой косого выреза тукопровода в момент заглубления сошника.
Комбинированный сошник работает следующим образом: высевающие аппараты сеялки подают минеральные удобрения в тукопроводы. Туки, перемещаемые по тукопроводам, поступают к долотообразным сошникам. На выходе из тукового сошника удобрения фиксируются почвой, образуя ленту шириной 15-20мм. Семена, перемещаемые по семяпроводам, поступают к дисковым сошникам.
Рис. 1. Схема сошниковой группы зернотуковой сеялки:
1 – рама зернотуковой сеялки;
2 – долотообразный сошник;
3 – клапан-нож;
4 – семяпровод;
5 – лента удобрений;
6 – семена.
Одним из основных элементов сошника является тукопровод. Параметрами, определяющими его конструкцию, является место установки, форма поперечного сечения, направление подачи туков (по ходу или против движения сошника), формы гравитационных кривых, ширина междурядья В, угол наклона продольной части тукопровода, длина продольной части L, скорость входа зерновки удобрения в тукопровод vk и схода с него vcx. Тукопровод комбинированного сош ника обеспечивает подачу удобрений против хода сошника (рис. 2).
Тукопровод представляет собой совокупность двух вертикальных участков, трех кривых различных радиусов R, и одной наклонной плоскости. Скорость движения туков от высевающего аппарата до туконаправителя определяется по эмпирической формуле:
v0 2 glтп (sin тп f cos тп ) k2 sin( тп ж ) (1), где 1тп - длина тукопровода, м;
тп - угол наклона касательной к рабочей поверхности тукопровода, рад;
vK - скорость схода семени с желобка катушки высевающего аппарата, м/с;
f - коэффициент трения семени о стенки семянаправителя;
ж - угол наклона касательной к рабочей поверхности желобка катушки, рад.
Рис. 2. Схема движения минерального удобрения по тукопроводу 1 02 2 gy Для зоны 1: (2), где y – высота положения гранулы минерального удобрения, м.
2 12 2 g y f ( R1 R12 y 2 ) Для зоны 2: (3) 3 2 2 g y f ( R2 R2 y 2 ) 2 Для зоны 3: (4) 4 32 2 gy Для зоны 4: (5) Для наклонной зоны клапана-ножа:
2 g sin( ) s cos, (6) где – угол трения, град;
s – длина наклонного участка.
С энергетической точки зрения, ширина сечения тукового сошника должна быть как можно меньше, тогда сопротивление щелеобразователя будет минимальным. Но с другой стороны при малой ширине сошника возможны нарушения в прохождении удобрений и его забивание, что недопустимо.
Опыт локального внесения минеральных удобрений показал, что при движении сошника в почве за его тыльной стороной образуется полость, исполняющая роль уширителя полости сошника, по которой удобрения продолжают движение.
Частицы минеральных удобрений фиксируются почвой в результате смыкания стенок щели, образованной клином-щелеобразователем, которое происходит на некотором расстоянии I от задней стенки тукового сошника, зависящем от скорости движения сошника в почве и ширины его задней стенки.
После выхода из туковысевающего аппарата частица удобрений относительно почвы совершает движение в двух направлениях: свободное падение и перенос ее туковым сошником в сторону движения агрегата, что и обуславливает смещение ленты по вертикали на величину h, значение которой может быть найдено так:
gI ф 2 gH h Iф р 2 р, (7) где tn – время падения частицы с момента выхода за пределы тукопровода до фиксации ее почвой, с;
n – скорость падения частицы, м/с.
Определим расстояние Iф движения частицы минеральных удобрений при известной зависимости как функция ширины спинки тукового сошника b и скорости движения агрегата р, установленной экспериментальным путем I ф f1 (b1р ).
Так как комбинированный туковый сошник изготавливается на базе культиваторной лапы, то в первом приближении ширину сечения примем равной ширине сечения стойки – 0,010 м, а затем рассмотрим условия прохождения гранул удобрения через такое сечение.
Поперечный размер сечения сошника может быть определен по формуле:
b0 n D, (8) где n – количество гранул удобрений, размещенных в ряд в поперечном направлении сошника, шт.;
D – диаметр гранулы, м.
В результате исследования характера распределения размеров частиц гранулированных сложных удобрений (аммофоска) установлено, что после прохождения через катушечный высевающий аппарат средний размер частиц удобрений и среднеквадратичное отклонение соответственно равны:
D = 2,52·10-3 м;
D = 1,1·10-3 м.
Значение D выбираем из условия D D 2 D (9) Это означает, что с вероятностью меньшей 0,03 возможно встретить частицу минеральных удобрений размером большим, чем 0,0047 м. Если принять n (число частиц размещающихся в ряд в поперечном направлении сечения тукопровода) равным 2, то ширина сечения b0 составит 0,0092 м.
Следовательно, можно утверждать, что при ширине сечения тукопровода равной 0,09 м вероятность заклинивания частиц удобрения, т. е. забивания тукопровода удобрениями, ничтожно мала. Поэтому принимаем ширину сечение тукового сошника bо = 0,012 м.
Тогда из условия равенства площадей круглого сечения тукопровода и прямоугольного сечения тукового сошника установим длину сечения Шс.
D Ш с b0 (10) Конструкция тукового сошника в процессе работы должна выполнять следующие функции:
а) предотвращать забивание почвой выходного отверстия долотообразного сошника;
б) исполнять роль уширителя полости сошника, по которой осуществляется движение гранул удобрений;
в) формировать бороздку для размещения удобрений в виде вертикальной неразрывной ленты в зависимости от дозы удобрений.
Для решения поставленной задачи был разработан клапан-нож, конструкция которого выполнена таким образом, что в момент заглубления сошника клапан закрывает выходное окно прямоугольного тукопровода, тем самым исключает забивание его почвой. В процессе заглубления сошника на щечки клапана действуют силы сопротивления почвы, под действием которых клапан открывается, т.е. вращаясь на оси, днище клапана опускается вниз на дно борозды.
По центру с внешней стороны днища клапана установлен нож, который формирует бороздку для размещения удобрений.
Расчеты показывают, что частицы удобрений относительно почвы совершают движение после выхода из тукопровода в вертикальном и в горизонтальном направлениях. При этом полет гранул осуществляется в щель, которую создает днище клапана, открывая нижнюю полость прямоугольного тукопровода. Смыкание стенок щели, как было ранее установлено, происходит на определенном расстоянии от стенки клапана и зависит от скорости движения сошника и ширины днища клапана. Параметры прямоугольной части тукового сошника у нас определены, поэтому длину днища клапана принимаем равной длине сечения прямоугольной части тукопровода, т.е. 0,04 м. Ширину днища клапана определяем расчетным путем, исходя из того, что она должна образовывать щель, стенки которой должны смыкаться на расстоянии не менее 0,04 м, приняв при этом скорость движения посевного агрегата равным 12км/час.
Расчеты показывают, что эти условия выполняются при ширине днища клапана равной 0,03 м.
Разработанные модели позволяют определить конструктивные размеры клапана-ножа и скорость зерновки при её движении в разных участках тукопровода.
Для тукового долотообразного рыхлителя нами был заложен угол крепления долота, равный 25, так как исследованиями А.Н. Зеленина и Г.И.
Синеокова доказано снижение энергоемкости рыхлителя-щелереза при угле наклона долота =15…30о. Некоторые параметры, например, ширина и толщина стойки рабочего органа определялись расчетным путем исходя из условий прочности и оптимального снижения тягового сопротивления.
В третьей главе «Программа и методика проведения экспериментальных исследований» дано описание лабораторных установок и методики проведения опытов.
Программа проведения экспериментальных исследований, включающая: 1) определение закономерности распределения размеров гранулированных минеральных удобрений;
2) определение скорости схода гранул удобрений из тукопровода при различных начальных условиях 3) определение распределения удобрений по глубине заделки;
4) уточнение величины коэффициента трения скольжения сталь-удобрение и резина-удобрение;
5) определение расстояния щелеобразования при движении за туковым долотообразным сошником;
6) определение тягового сопротивления тукового долотообразного сошника;
7) определение плотности почвы после прохода долотообразного сошника с уширителями клапан-ножа;
8) определение характеристик почвы после прохода долотообразного тукового сошника;
9) определение эффективности применения долотообразного тукового сошника при возделывании пшеницы.
Выполнение программы экспериментальных исследований основывалось на стандартных (отраслевых) и оригинальных (разработанных) методиках.
Экспериментальные исследования и испытания проводились на почвенном канале кафедры «Эксплуатации машинно-тракторного парка» Российского государственного аграрного заочного университета в период 2004 по 2006 год и в научной лаборатории Смоленской государственной сельскохозяйственной академии.
Исследование работы зернотуковой сеялки в реальных условиях, оборудо ванной предлагаемой сошниковой группой, проводили на опытном поле Смоленской ГСХА.
В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» изложены основные результаты экспериментов, проведенных в почвенном канале и в полевых условиях. Исследован характер распределения размеров гранул минеральных удобрений, который указывает на нормальное, для прохода амофоски сквозь сечение тукопровода сошника.
Катушечный аппарат оказывает незначительное влияние на характеристики грунулированных удобрений после прохода через него:
разница между диаметрами гранул минеральных удобрений составляет d 0,1110 3 м.
По составленной во второй главе математической модели движения частицы по участкам тукопровода (формулы 2, 3, 4, 5, 6) была рассчитана скорость выхода тука из долотообразного сошника при различных начальных условиях, то есть при различной начальной скорости Vнач (рис. 3) Рис. 3. Зависимость скорости Vcх схода гранулы минерального удобрения с туконаправителя от начальной скорости V Зависимость Vcх=f(V0) показывает, что скорость частицы на выходе из туконаправителя изменяется линейно от V0.
При проведении экспериментов в почвенном канале и в полевых испытаниях при заданной норме внесения забивание тукопровода минеральными удобрениями не наблюдалось.
Результаты эксперимента определения влияния угла наклона клапана ножа на скорость схода туков минерального удобрения из долотообразного сошника представлены графической зависимостью (рис. 4).
Рис. 4. Зависимость скорости вылета тука минерального удобрения от угла наклона клапана-ножа Величина коэффициента трения оказывает влияние на скорость движения туков по тукопроводу и поверхности туконаправителя сошника, а следовательно, и на дальность полета тука минерального удобрения после выхода его из полости туконаправителя.
В результате обработки статистических данных получены значения: для стальной поверхности туконаправителя f=0,433;
=0,01;
для резиновой поверхности тукопровода f=0,588;
=0,01.
Результаты исследований распределения удобрений по глубине заделки показывают, что применение разработанных сошников позволяет улучшить качество заделки минеральных удобрений по глубине за счет размещения в горизонте заданной глубины. В почве влажностью 6% среднее значение ширины ленты составило 8 мм. Значение высоты вертикали ленты удобрений составило 25 мм, в почве влажностью 20%: ширина 12 мм, высота 35 мм.
Результаты по определению расстояния смыкания щели при движении за долотообразным сошником представлены на рис. 5.
Рис. 5. Изменение расстояния I между рабочей кромкой сошника и линией смыкания стенок щели от ширины его спинки b и скорости движения в почве р.
I 80,696 103 111,53 103 V 890,549 103 b 132,093 103 ln V 47,442 103 b V 12,737 103 V 2 (11) R2 = 0,941, Проведены сравнительные исследования тягового сопротивления тукового долотообразного сошника с дисковым сошником и стрельчатой лапой (рис. 6).
Рис. 6. Зависимость силы сопротивления перемещению почвообрабатывающих рабочих органов от скорости движения агрегата при глубине обработки 0,08 м Рис. 7. Зависимость тягового сопротивления тукового долотообразного сошника от влажности почвы в выбранном диапазоне скоростей Полученные опытные данные описаны следующей формулой:
F 0,023 1,933 10 3 v 0,091w 0,889vw 2,804 10 2 v 2 0,173w 2 (12) R2 =0, Зависимость силы сопротивления тукового долотообразного сошника от влажности почвы в выбранном диапазоне скоростей показывает, что при увеличении скорости перемещения тукового долотообразного сошника и влажности почвы, значение силы сопротивления рабочего органа увеличивается.
По результатам исследований было определено изменение плотности почвы после прохода долотообразного сошника по ширине захвата (рис. 8).
Из графика (рис. 8) следует, что в результате воздействия долотообразного сошника длиной 0,10 м плотность у стенки щели увеличивается на 0,034 г/см3 относительно минимального значения, которое находится на расстоянии 0,08 м и составляет 1,255 г/см3. Данная ситуация связана с тем, что при проходе щелереза в граничащем слое структура почвы уплотняется. Исходное значение плотности почвы наблюдается при удалении от щели на 0,16 м.
Рис. 8. Изменение плотности почвы по ширине прохода тукового долотообразного сошника Представленные результаты говорят о том, что предложенный рабочий орган обеспечивает необходимую плотность почвы для создания благоприятных условий произрастания семян зерновых (выделенная темная зона на графике показывает оптимальный диапазон значений плотности почвы при посеве зерновых).
= 1,281 г/см3, Значения влажности W=20,0%, плотности почвы плотности твердой фазы почвы твф =2,58 г/см3 и общей пористости почвы Побщ = 51 %, содержание воздуха в почве Vвозд=25,7 %., твердости Т = 10 кг/см2.
Таким образом, уширители клапан-ножа создают необходимые плотность сложения и твердость почвы, гидротермический и воздушный режимы в зоне борозды внесения минеральных удобрений. Влияние этих факторов на темпы прорастания семян и дальнейшего их развития положительно скажутся на повышении урожая зерновых культур.
На основе полученных теоретических и экспериментальных данных было разработано и предложено конструкторское решение для сошниковой группы зерновой сеялки (рис. 9), испытание которой было проведено в полевых условиях хозяйств ИП Кондрат Л.С. КФХ «Прудки» Починковского района и СПК «Ольхово» Ярцевского района Смоленской области.
Рис. 9. Конструкторская схема предлагаемой сошниковой группы:
1-рама сеялки, 2- поводок сошниковой группы, 3- пружинная стойка, 4- долотообразный сошник для внесения твердых минеральных удобрений, 5 -дисковый сошник для посева семян, 6 – туки, 7 – семена Результаты испытаний показали прибавку урожая на 2,6 и 2,3 ц/га соответственно.
В пятой главе «Экономическая эффективность использования сошниковой группы зернотуковой сеялки» установлено, что результаты определения эффективности применения сошниковой группы при возделывании пшеницы показали, что при использовании зернотуковой сеялки, оснащенной комбинированным сошником прибавка урожая пшеницы от локального внесения минеральных удобрений в виде вертикально расположенной ленты составляет 2,2 т/га, а в сравнении с разбросным способом внесения – 0,2875 т/га. Годовой экономический эффект от внедрения сошниковой группы зернотуковой сеялки, в сравнении с используемым комплексом машин, при вертикально-ленточном внесении минеральных удобрений одновременно с посевом зерновых, за год составит 103872,24 рублей.
Общие выводы Эффективным способом локального внесения минеральных удобрений 1.
является их размещение в виде ленты, расположенной в междурядьях высеваемой культуры.
Уточнена математическая модель движения удобрений по тукопроводу 2.
и долотообразному сошнику, позволяющая при известной начальной скорости туков определять их скорость на выходе. При изменении начальной скорости в пределах 1,50-2,5 м/с, длине тукопровода 0,45 м скорость туков на выходе равна 2,55-3,75 м/с.
Разработана математическая модель взаимодействия щелеобразователя 3.
клапан-ножа с почвой, позволяющая определить основные конструктивно технологические параметры: длину 0,045 м, ширину 0,01 м, высоту 0,003 м, угол наклона днища 30.
Разработана сошниковая группа зернотуковой сеялки, обеспечивающей 4.
выполнение трех операций: рыхление почвы, внесение минеральных удобрений в виде непрерывной ленты и посев зерновых культур, основные элементы которой защищены патентом РФ № 2415544.
При проходе долотообразного сошника на глубине обработки 0,10 м 5.
плотность почвы у стенки щели, относительно исходного ее состояния (1,29 г/см3), возрастает на 0,034 г/см3, а по мере удаления от щели она снижается и на расстоянии 0,08 м достигает минимального значения 1,255 г/см3.
Разработанный долотообразный сошник позволяет располагать твердые 6.
минеральные удобрения в виде непрерывной ленты толщиной 0,008 м и высотой 0,025 м (при влажности почвы 6 %) и толщиной 0,012 м и высотой 0,035 м (при влажности почвы 20 %).
При использовании зернотуковой сеялки с новой сошниковой группой, 7.
прибавка урожая яровой пшеницы составляет 2,87 ц/га.
Экономический эффект от внедрения новой сошниковой группы 8.
зернотуковой сеялки в сравнении с традиционной технологией возделывания зерновых составит около 103872,24 рублей в год.
Публикации по теме диссертации:
Публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ 1. Скобеев И.Н. Пути повышения производительности погрузочно разгрузочных средств в сельском хозяйстве. / Г.А. Калинкин, А.С. Сметнев, И.Н. Скобеев // Техника в сельском хозяйстве. -2005. -№1. - С. 15-19.
2. Скобеев И.Н. Комбинированный сошник для одновременного внесения семян и минеральных удобрений. / А. С Сметнев, И.Н. Скобеев // Тракторы и сельхозмашины. -2011. №2. – С. 13-14.
Публикации в других изданиях 3. Патент № 2415544 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/20, А 01 В 49/06. Комбинированный долотообразный сошник «клапан-нож» / В.Н.
Белокопытов, А.С. Сметнев, И.Н. Скобеев;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО РГАЗУ. - № 2009117928/21;
Заявлено 12.05.2009;
Опубл.
10.04.2011. Бюл. № 10. -6 с.: ил.
4. Скобеев И.Н. Транспортное обслуживание посевных машин./ И.Н.
Скобеев, А.С. Сметнев // Молодежь и наука ХХI века: II Региональная научно практическая конференция молодых ученых Смоленской области: Материалы.
Смоленск.: СГИФК, 2003. - С 142-145.
5. Сметнев А.С. Применение контейнеров на заправке картофелесажалок. / А.С. Сметнев, И.Н. Скобеев // Вестник РГАЗУ. Агроинженерия. М., 2005. С. 101-104.
6. Скобеев И.Н. Состояние и направления технико-технологической модернизации посева зерновых в Смоленской области./ Активизация роли молодых ученых – путь к формированию инновационного потенциала АПК.
Сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию профессора, заслуженного деятеля науки РФ Гордеева Анатолия Михайловича. Смоленск, ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА». 2009. С. 126-130.
7. Белокопытов В.Н. Теоретическое обоснование конструктивных параметров рабочего органа почвообрабатывающих машин. / В.Н.
Белокопытов, И.Н. Скобеев // Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях. Сборник материалов международной научно практической конференции, посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА». Часть I. Смоленск, 2010. - С. 430-143.
8. Хлусов В.Н. Состояние и направления технико-технологической модернизации АПК Смоленской области. / В.Н. Хлусов, И.Н. Скобеев // Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях.
Сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА». Часть II. Смоленск, 2010. - С. 296-299.
9. Сметнев А.С. Повышение эффективности локального внесения минеральных удобрений при посеве зерновых. / А.С. Сметнев, Т.В. Смородина, И.Н. Скобеев // Актуальные вопросы развития аграрного образования и науки:
Материалы международной научно-практической конференции: Часть 1. М.:
РГАЗУ, 2010. –346с.
10. Сметнев А.С. Техническое обслуживание и хранение сельскохозяйственной техники с учетом требований экологической безопасности: монография / А.С. Сметнев, И.Н. Скобеев. – Смоленск: ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2011. - 97 с.
Подписано в печать 09.11.2011 г.
Формат 60х84 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0 п.л.
Заказ Тираж 100 экз.
Издательство ФГОУ ВПО РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области