Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,674

THE RESULTS OF LABORATORY RESEARCH OF SOWING UNIT

Larushin N.P. 1 Kuvaitsev V.N. 1 Zagudayev S.D. 1 Shukov A.V. 1 Shumayev V.V. 1 Polikanov A.V. 1
1 FSBEE HPT «Penza state agricultural academy»
The article deals with improving quality of sowing onion seeds (fennelflower) in different modes of operation of the new cellular-disk sowing unit with cylinders on the elastic-deforming ring and contains the results of laboratory tests of the cellular-disk sowing unit on determining the optimal geometrical and kinematic parameters that provide the best uniformity of distribution of seeds of onions in a row. In this study a multivariate experiment has been conducted to approve the optimal values of the design and operating parameters of cellular disk of the sowing unit with cylinders on the elastic-deforming ring; the optimal cylinder type of the elastic-deforming ring which provides the best uniformity of onion seeds distribution in a row has been defined. The new cellular-disk sowing unit was examined on the soil channel. The experiment has stated the interrelationship between the uniformity of onion seeds distribution and the peripheral velocity of the sowing disc, disc hardness and roller velocity.
sowing unit
seeder
amultivariate experiment
seeds distribution
elastic-deforming ring
cylinders
1. Vedenjapin G.V. Obshhaja metodika jeksperimental’nogo issledovanija i obrabotki opytnyhdannyh G.V. Vedenjapin. M.: Kolos, 1967. 159 р.
2. Vol’f V.G. Statisticheskaja obrabotka opytnyh dannyh V.G. Vol’f. M.: Kolos, 1966. 134 р.
3. Larjushin N.P. Posevnyemashiny. Teorija, konstrukcija, raschet N.P. Larjushin, A.V. Machnev, V.V. Shumaevi dr. M.: Rosinformagroteh, 2010. 292 р. il.
4. Mel’nikov S.V. Planirovanie jeksperimenta v issledovanijah sel’skohozjajstvennyh processov S.V. Mel’nikov, V.R. Aljoshkin, P.M. Roshhin. L.: Kolos, 1980. 168 р.
5. OST 10 5.1-2000. Ispytanie sel’skohozjajstvennoj tehniki. Mashinyposevnye. Metody ocenki funkcional’nyh pokazatelej. Vved. 15.06.2000. M.: Rosinformagroteh, 2000. 72 р.
6. Civin M.N. Mnogofaktornyjj eksperiment: graficheskaja interpretacija dannyh M.N. Civin. Kiev: IGiM, 2002. 120 р.

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 Eqn249.wmf.

Уравнение регрессии в закодированном виде запишется как

Eqn250.wmf (1)

pic_75.tif

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

pic_76.tif

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:

Eqn251.wmf (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):

Eqn252.wmf. (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.

pic_77.tif

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)

Eqn253.wmf. (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):

Eqn254.wmf. (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].

pic_78.tif

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.

pic_79.tif

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

№ п/п

Исследуемые факторы

Оптимальные значения факторов

В раскодированном виде

1

Окружная скорость высевающего диска, м/с

0,3

2

Жесткость цилиндров упругодеформируемого кольца, Н/м

1,7

3

Скорость ролика, м/с

3,5

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.