Технологические и технические решения производства элитных семян зернобобовых культур
Скачать 0.53 Mb.
|
| Главе 2 “Формирование модели перспективного машинно-технологического комплекса для селекционно-опытных работ. Анализ и оптимизация параметров его элементов” разработана классификационная схема доминирующих факторов, определяющих эффективность работы машинно-технологического комплекса для селекционно-семеноводческого процесса производства элитных семян зернобобовых культур (рис. 1), предложена альтернативная система машин. Приводятся основные теоретические положения процесса взаимодействия хлебной массы и единичного свободного зерна с обмолачивающими элементами шнеко-лопастного типа в МСУ с тангенциальной и тангенциально-аксиальной схемами подачи. Даны аналитические зависимости, определяющие процесс деформации почвенного пласта, динамику почвенных частиц и условия перерезания сорняков, при формировании бороздки комбинированным лаповым сошником с тупым углом вхождения. Рассмотрены основы динамики, энергетические и качественные показатели процессов формирования и использования направляющей борозды полозовидными формирователями, разрушения почвенных гребней ротационным шнеко-лопастным разравнивателем, распределения частиц рабочей жидкости в подлаповом пространстве. Исследованиями динамики процесса взаимодействия зерна и плоской поверхности установлено, что семена зернобобовых можно рассматривать, как упруговязкопластичную среду, характеризующую не вполне упругий удар, при котором часть энергии затрачивается на пластические деформации и разрушение. Предельное напряжение, при котором происходит разрушение деформируемого тела характеризуют периметр площади контакта пары “зерно-лопасть” (рис. 2, а) и величина приложенной нагрузки, при повторных ударах влет, наносимых по свободному зерну обмолачивающими элементами. Снизить повреждения семян возможно применением внецентренного или “косого” удара. В этом случае, относительная скорость элемента хлебной массы перед ударом направлена под углом 90° к общей касательной, проведенной к ударяющимся телам в точке удара. Как следствие, нормальная составляющая скорости Un окажется на U(1-cos ) меньше скорости U при прямом ударе. Соответственно, уменьшится связанная с ударным импульсом S динамическая нагрузка F. Это позволяет обеспечить “мягкий” режим обмолота, в первую очередь, необходимый для обработки таких легко травмируемых культур, как зернобобовые и крупяные.  Рис. 1. Классификационная схема доминирующих факторов, определяющих эффективность работы перспективного машинно-технологического комплекса для селекционно-опытных работ по выведению новых сортов зернобобовых культур  Рис. 2. Схемы к определению деформации зерна при сжатии (а) и скоростей соударения с обмолачивающей лопастью (б) Пусть на зерно, движущееся поступательно со скоростью Uз, воздействует рабочий элемент в форме лопасти, имеющий окружную скорость Uб (рис. 2, б). Наиболее неблагоприятные условия для обеспечения сохранности зерна будут созданы тогда, когда центр масс зерна mз и лопасть движутся по одной прямой. Определим полный ударный импульс из выражения:  (1)Применяя к первой и второй фазам удара точки теорему об изменении количества движения, получим:  ; (2; 3)откуда, решая (1) относительно U, имеем:  , м с-1 (4)Для нахождения критической скорости приложения нагрузки, вызывающей нарушение целостности зерна, была принята теория Герца и произведен теоретический расчет сил и продолжительности удара семян с обмолачивающей лопастью. Подставив найденные значения максимальных усилий взаимодействия P и продолжительности удара τ в формулу (4), используя предложенные Н.В. Калашниковой выражения для модуля упругости семян зернобобовых культур и выражая статическую нагрузку Рст через коэффициент динамичности kд, окончательно имеем:  , м с-1 (5) , м с-1 (6)где Sn и S - нормальная и касательная составляющие ударного импульса; Un, un - нормальные составляющие скорости до и после удара; U, u - касательные составляющие скорости до и после удара; k, f – коэффициенты восстановления и ударного трения; ε1 – продольная относительная деформация; m, R, l – масса, радиус и длина семян; μ – коэффициент Пуассона. Установлено, что для зерна гороха, влажностью w=14,5…19,9% оптимальная скорость ударного взаимодействия со стальной плоскостью составляет 10,4 м с-1; для фасоли, влажностью w=14,1…15,8% - 7,4 м с-1. С увеличением угла α установки лопасти, по отношению к направлению вектора окружной скорости u от 15° до 60° значение uкр возрастает с 10,7 до 19,3 м с-1 – для семян гороха и с 7,8 до 14,1 м с-1 – для семян фасоли. Улучшению условия сепарации в молотильном устройстве способствует активизация подвижности пространственной решетки соломы. Для определения растаскивающей способности хлебной массы шнеко-лопастными рабочими элементами МСУ с тангенциальной схемой подачи (рис. 3), использована методика, изложенная В.Г. Егоровым. Под растаскивающей способностью ν понимается время, в течение которого единица площади рабочей поверхности бича взаимодействует с хлебной массой. Величина ν зависит от окружной скорости барабана, количества и геометрических размеров обмолачивающих элементов, угла α их установки, относительно образующей цилиндра (рис. 4). Учитывая величину заполнения рабочими элементами следа сходящихся винтовых линий, растаскивающая способность находится из выражения:  , с-1 (7) где rд, βд – радиус, м, и угол обхвата, град, деки; bл – ширина лопасти, м; rс – радиус скругления переднего торца лопасти, м; mлi – количество лопастей ряда; lpi – длина дуги, образованной основанием i-того ряда, м; l’лi - длина дуги, образованной основанием i-той лопасти ряда, м. Теоретическими исследованиями кинематики перемещения единичного зерна по плоской поверхности выявлена зависимость траектории движения зерна от способа перемещения. Последний определяется преимущественным влиянием сил трения качения или скольжения. Увеличение площади контакта пары трения “зерно-лопасть” регламентирует увеличение момента вращения и критического угла поворота зерна. Площадь контакта в значительной степени определяется длиной lс пятна контакта и зависит от состояния и свойств поверхности семян. Обосновано, что для физиологически выполненных семян lс=1/3 Lc, для семян с незаконченным периодом развития lc=2/3 Lс. Процесс качения зерна на пластине, представленный, как функция Ф1 от силовых и геометрических параметров и критический угол αк, определяющий положение центра тяжести единичного зерна по отношению к полюсу вращения, определяются по формулам:  ;  , град (8; 9)Перемещение свободного зерна по плоской поверхности под воздействием сил трения качения происходит при окружной скорости uокр не менее 30…35 м с-1; вероятность перемещения семян со скольжением возрастает на 20…25%, при увеличении коэффициента трения fтр с 0,1 до 0,5. Выполнен анализ взаимодействия единичного зерна с вращающейся лопастью молотильного барабана конического типа с тангенциально-аксиальной схемой подачи (рис. 5). Предложен алгоритм решения задачи по определению кинематических параметров системы “зерно-лопасть”, под влиянием действующих факторов. Система уравнений движения единичного свободного зерна на поверхности лопасти молотильного барабана, в дифференциальной форме:  (10)Дифференцируя первое уравнение системы (10) по времени и подставив в него второе, после некоторых преобразований, получим:  (11) Рис. 5. Схема к расчету сил взаимодействия единичного свободного зерна с обмолачивающей лопастью конического тангенциально-аксиального МСУ  (12-14)Значение А1/ω2 может изменяться в широких пределах, в зависимости от соотношения параметров α и f. Трижды интегрируя уравнение (11) при начальных условиях и преобразуя, окончательно имеем:  (15)Для определения второй координаты r(t), продифференцируем второе уравнение системы (10) и подставим в первое:  (16)откуда, подставив соответствующую функцию τ(t), интегрируя при начальных условиях и записывая общее решение дифференциального уравнения, получим вторую координату:  (17)где коэффициенты А1…А10 определяются конструктивно-режимными параметрами МСУ и физико-механическими свойствами семян. Основные уравнения (15, 17) позволяют определить текущие координаты τ и r положения единичного зерна на поверхности вращающейся лопасти молотильного барабана, в параметрической форме. П  остроены графики изменения численных значений координат τ и r, во времени t, в зависимости от физико-механических свойств семян (рис. 6). Установлено, что на разность численных значений тангенциальных координат схода с лопасти семян, отличающихся по своим свойствам, большее влияние оказывает угол α установки лопасти, меньшее – угловая скорость ω. Показатель фракционного разделения обусловлен разностью областей предельных значений тангенциальных координат для различных по качеству семян и зависит от соотношения коэффициентов восстановления k и трения скольжения fтрс. Минимальный угол α, регламентирующий дифференцирование областей схода семян составляет 42°. Повышение показателя фракционного разделения обеспечивает подъем торца лопасти в зоне схода семян с меньшими значениями fтрк; k и большими fтрс. Высота h лопасти найдена из условия равенства объемов хлебной массы, обусловленного максимальной величиной подачи и сформированной лопастью призмы волочения, по формуле:  , мм (18)где q – подача, кг с-1; φст вн - угол, определяемый коэффициентом статического внутреннего трения материала, град; z – количество лопастей в зоне приемного окна; n – частота оборотов вала молотильного барабана, мин-1; ρ – плотность хлебной массы, кг м-3. При выполнении технологических операций на селекционный материал воздействуют рабочие органы машин, изменяющие его состояние или создающие определенные условия его развития. Следовательно, оптимизация рабочих органов машин для посева и ухода за растениями, также является необходимой. При посеве качество распределения семян по глубине заделки во многом зависит от формы и размеров подсошникового пространства, так как время осыпания почвы определяется траекторией движения ее частиц после подрезания пласта и схода с лапы сошника. Координаты сходящей с лапы сошника почвенной частицы, в текущий момент времени:  (19)где t – время, в течение которого почвенная частица переместится из начальной в конечную точку, с; α, β, γ – углы подъема, оборачивания и сдвига пласта, при воздействии рабочего органа, град. Продолжительность полета почвенной частицы, после схода ее с лапы сошника:  , с (20)При увеличении высоты h расположения тыльного обреза сошника над линией его подошвы с 25 до 40 мм, время t падения почвенной частицы изменяется с 0,74 до 0,92 с (рис. 7). Дистанция отбрасывания почвенного пласта при поступательной скорости рабочего органа Vп=2,5 м с-1, может достигать 0,2 м. Следовательно, для выполнения качественного размещения семян при скорости, не менее 1 м с-1, длина подсошникового пространства должна находиться в пределах 0,18 м. П  ри обосновании расположения стойки-семяпровода исходили из того, что при увеличении угла вхождения в почву уменьшается дальность бокового смещения частиц почвы и улучшаются условия перерезания сорняков вертикальным ножом сошника. Этим обеспечивается снижение сопротивления рабочего органа при посеве, уменьшается бороздообразование, повышается способность к самоочистке. В основе технологического процесса (рис. 8) лежит резание клином  Рис. 8. Схема к рассмотрению процесса взаимодействия стойки сошника с почвой и обоснование кинематической трансформации сечения с округлой рабочей поверхностью, сводящееся к разрушению почвенного пласта путем сдвига (скалывания) на куски трапецеидальной формы. Используя геометрическую характеристику lэл, являющуюся длиной периметра эллипса, образованного кинематической трансформацией горизонтального сечения стойки, установленной под углом αс к направлению движения рабочего органа в вертикальной плоскости, выразим длину хорды l” через зависимость, предложенную О.А. Сизовым:  , м (21)Тогда мощность, потребная для перемещения почвенных частиц стойкой-семяпроводом, установленной под углом αс≠π/2 к горизонтали:  , Вт (22)П  ри αс→0 N”→0; при αс=π/2 N”=N’ (рис. 9). Т.е., мощность N”, затрачиваемая на перемещение почвы вертикально расположенной стойкой–семяпроводом достигает некоторого максимума, зависящего от геометрических характеристик поперечного сечения рабочего органа, глубины обработки и свойств почвы. Для поступательной скорости сошника Vс=2,5 м с-1, h=0,15 м и d=0,06 м, при изменении угла αс с 90° до 50°, мощность N снижается с 100,1 до 86,0 Вт.Рассматривая схему взаимодействия лезвия вертикального ножа с корневищами сорняков находим, что отклонение равнодействующей R от нормали к линии лезвия, составит φ-β. Отсюда, оптимальный угол αс установки стойки и плоского ножа сошника:  , град (23)При φк=18° и φп=22° оптимальный угол установки αс=54°. С целью обоснования креплений сошников зерновой сеялки для широкополосного посева, рассмотрены кинематические схемы радиального и параллелограммного механизмов подвески. С изменением угла αвх вхождения ухудшаются условия заделки семян и возрастает сопротивление посевного агрегата. Увеличение угла вхождения сошника в почву на величину δ влечет уменьшение глубины hз, м заделки семян и возрастание площади S, м2 лобовой проекции сошника на соответствующие величины  ;  (24; 25)С увеличением площади S лобовой проекции рабочего органа возрастает сопротивление Р, а следовательно и тяговая мощность агрегата, необходимая для выполнения технологической операции (рис. 10). Угол δ, град, поворота поводка параллелограммного механизма подвески можно найти из разности углов β и β’ (рис. 11):  (26)У  становлено, что транспортный просвет по сошникам переднего и заднего рядов сеялки, равный 150 мм, обеспечивается поворотом сошникового вала на угол δ=17° и 12°, для радиальной подвески и δ=12° и 9° - для параллелограммной подвески – соответственно.Курсовая устойчивость хода полозовидного формирователя направляющей борозды в горизонтальной плоскости определяется углом 2αр раствора основания формирователя (рис. 12):  , град (27)Для фактических усилий, действующих на агрегат при междурядной обработке посевов фасоли (боковой нагрузке Pб=1,5…1,7 кН и массе формирователя m=30 кг), величина угла 2αр составит 55°. Расчет полного тягового сопротивления одного формирователя произведен по аналогии с методикой, предложенной для расчета уплотнителя-валкователя, выполненным В.Е. Ковтуновым. Тяговое сопротивление находится в прямой зависимости от плотности почвы, ширины и глубины хода рабочего органа и в обратной зависимости от величины угла β установки фронтальной рабочей поверхности формирователя к направлению движения:   , Н (28)При глубине хода формирователя h=0,12 м, средней ширине формирователя в зоне взаимодействия с почвой bвз=0,1 м и общей длине L=0,5 м, тяговое сопротивление его составит не более 0,7 кН (рис. 13). Для эффективности работы лопастного барабана разравнивателя, при разрушении почвенных гребней на посевах, угол установки лопастей на цилиндре должен исключать проскальзывание почвенных частиц относительно поверхности лопастей (рис. 14). Для этого, угол αв наклона винтовой поверхности на развертке цилиндра барабана должен быть больше угла трения φ почвы по стали, т.е.: αв ≥ φ.  Угол наклона винтовой поверхности αв и диаметр dб цилиндра барабана определяем, как  , град;  , мм (29; 30)Принимая, b=0,45 м и φ=27°, получим оптимальные геометрические характеристики шнеко-лопастного рабочего органа: αв=29°; lб=0,3 м; dб=0,19 м. Значение показателя кинематического режима работы ротационного шнеко-лопастного разравнивателя гребневых посевов: λ=1,9. Одним из основных требований выполнения технологической операции внутрипочвенного внесения гербицида будет соответствие максимальной дистанции отбрасывания частиц рабочей жидкости длине подлапового пространства в продольно-вертикальной плоскости. При движении культиваторной лапы с распылителем с поступательной скоростью Vп, равной скорости движения агрег  ата (рис. 15), частица рабочей жидкости, массой m, выбрасывается из сопла полевого наконечника с относительной начальной скоростью V0, под углом ε к горизонту, в направлении, обратном направлению поступательной скорости. На частицу m после выхода ее из сопла распылителя действуют сила тяжести mg, направленная вертикально вниз и сила сопротивления воздуха R, направленная по касательной к траектории в сторону, противоположную скорости V0.Дифференциальные уравнения точки m в проекциях на оси координат:  (31)Уравнение движения частицы рабочей жидкости, в проекции на ось X, в зависимости от заданных параметров:  , м (32)Уравнение траектории частицы рабочей жидкости:  , м (33)Определяя начальную скорость V0 рабочей жидкости, как осевую скорость потока на выходе из сопла распылителя и постоянный коэффициент сопротивления kc, зависящий от критической скорости uкр, площади миделевого сечения Sм, массы m частицы рабочей жидкости и плотности воздуха ρв, по формулам:  ,м с-1;  , с-1 (34; 35)где q – минутный расход жидкости, л мин-1; s – площадь сечения выходного отверстия сопла наконечника, м2, при исходных данных Vп=1,9 м с-1; ε=0…-10°; h=0,03 м, построены траектории движения частицы рабочей жидкости в зависимости от показателей кинематического режима (рис. 16). Дальность отбрасывания частиц рабочей жидкости в значительной мере зависит от ее начальной скорости и угла установки наконечника. Для размещения распыленных частиц в пределах подлапового пространства целесообразно выполнять установку полевого наконечника с углом ε=-8…-10°. При этом при угле факела распыла 100±10°, ширина обработанной полосы составит 220…260 мм. В Главе 3 “Программа и методика экспериментальных исследований” излагается общая программа и методика определения физико-м  еханических и посевных свойств семян новых перспективных сортов гороха и фасоли, как основных культур зернобобовых; исследований параметров технологических процессов в лабораторно-стендовых испытаниях рабочих органов машин. Дается описание специально изготовленных приборов, лабораторно-производственных установок, методик обработки и оценки точности полученных результатов и организации проведения отдельных этапов исследования. Спецификой исследований являлась необходимость исследования свойств семян, с учетом их матриакальной разнокачественности.Основные элементы оригинальной технической базы для проведения комплекса лабораторных исследований: - способ и устройство для определения усилий связи семян с плодоэлементом, основанные на использовании стробоскопического эффекта и метода статического силового воздействия на образец центрифугированием, при бесступенчатом приложении нагрузки (Патент РФ № 2176932); - оценка комплексного показателя, характеризующего форму и свойства поверхности семян, по предложенной формуле:  (36)где πd0 – длина окружности известного диаметра d0, мм; b, δ, l – ширина, толщина и длина семян, мм; Pn - периметр поперечного сечения зерна, мм. Способ и устройство для определения выполненности семян сельскохозяйственных культур защищены Патентом РФ № 2310308. Для лабораторно-стендовых испытаний, разработано и изготовлено оборудование: экспериментальные молотильные установки с МСУ шнеко-лопастного типа с тангенциальной и аксиальной схемами подачи; стенд для исследования параметров распределения рабочей жидкости в подлаповом пространстве. Разработаны способ и устройство для изменения молотильных зазоров в малогабаритных молотилках (Патент РФ № 2245015) и специальный пробоотборник семян (Патент РФ № 2229210). В Главе 4 “Результаты экспериментальных исследований свойств растительного материала и конструктивно-технологических параметров рабочих органов машин и их анализ” представлены результаты исследований и дан анализ физико-механических свойств и биологических особенностей районированных перспективных сортов гороха и фасоли, в зависимости от принадлежности к зонам растения, разработаны схемы локализации семян с законченным периодом физиологического созревания на материнском растении, приведены основные результаты лабораторных испытаний новых рабочих органов тангенциальных и тангенциально-аксиальных МСУ шнеко-лопастного типа, а также параметров распределения частиц рабочей жидкости в подлаповом пространстве культиваторной лапы. Установлено, что средние значения коэффициента k восстановления составляют, в среднем, 0,64 и 0,58 – для гороха и фасоли, соответственно. Коэффициент k зависит от влажности и состояния поверхности семян. С повышением влажности семян значение k уменьшается. Значения коэффициента k использованы при вычислении критической скорости рабочего органа МСУ. Усилия связи семян с плодоэлементом, при воздействии статических усилий центрифугированием, варьируют в зависимости от сорта и принадлежности семян к определенной зоне растения. Семена гороха сортов Зарянка и Алла имеют усилия связи, в среднем, 0,160 Н. По сортам Норд, Вятич и Витязь, обладающих признаком неосыпаемости, усилия отрыва составили, соответственно, 0,324 и 0,396 Н. Таким образом, семена неосыпающихся сортов, имеют усилия отрыва, в среднем, на 0,234 Н или в 2,9 раза больше, чем для сортов с обычными семенами. Сила отрыва семян возрастает с повышением яруса растения - для сортов Норд и Зарянка. В пределах плодоэлемента, семена 1й зоны (шейка боба) имеют меньшие, а семена 2й зоны - большие усилия отрыва от створок боба. Так, в среднем, по культуре, усилия связи семян с плодоэлементом в верхних ярусах превышают усилия связи в средних и нижних – в 1,19 и 1,24 раза. Усилия связи в 1й зоне боба ниже, чем в 3й зоне в 1,08 и 1,16 раза - для сортов Зарянка и Норд, соответственно. Семена исследованных сортов фасоли Шоколадница и Л-176 имеют усилия отрыва, в пределах 0,461…0,715 Н и 0,444…0,581 Н - соответственно. Характер зонального распределения семян с меньшими значениями усилий отрыва от створок бобов имеет ту же тенденцию, что и для сортов гороха. Статическими исследованиями установлено, что раскрытие створок боба, как правило, происходит в зоне носика, с последующим развитием в зону брюшка. Исходя из изложенного можно констатировать, что, несмотря на очевидно существующую закономерность порядка отрыва семян от плодоэлемента (в направлении от 1й к 3й зоне), в процессе обмолота в начале выделяются более ценные семена 2й и 3й (зона носика) частей соцветия. Использование коэффициента формы и состояния поверхности семян позволило установить, что средние значения показателей ψ и ξ для более крупных и обладающих большей выравненностью семян в 1,01…1,2 раза больше, чем для семян сортов, обладающих большим коэффициентом вариации. Менее выполненные семена гороха, имеющие показатель ψ=0,969…0,981, составляют около 16%. Для фасоли, меньшие значения коэффициента ψ=0,878…0,926 имеют 23,1% всех семян. Основная часть семян, с меньшими значениями ψ и ξ содержится на растении в зонах позднего образования. Так, например, для гороха сорта Витязь, зоны позднего созревания содержат 92,8% семян, с коэффициентом ψ=0,983…0,998. Таким образом, предлагаемый показатель ξ дает адекватную оценку физиологического состояния семян сельхозкультур и может быть использован в качестве критерия отбора биологически ценных семян. Динамическая нагрузка, вызывающая травмирование семян, различна и в значительной степени зависит от сорта, состояния семян и угла установки рабочего органа. Средние значения максимально допустимой ударной нагрузки для семян гороха и фасоли составили, соответственно, 163,4 и 138,4 Н. Семена из потенциально более продуктивных зон раннего образования имеют меньшую сопротивляемость механическим повреждениям. Так, если для более выполненных семян гороха Норд, дробление обнаруживалось при усилии 208,3 Н, то дробление менее ценной в биологическом отношении фракции начиналось при усилии 247,3 Н, что в 1,2 раза больше. Аналогичная закономерность наблюдалась и в отношении других сортов. Последнее обусловливает необходимость использования принципа дифференцированного обмолота. Увеличение угла α установки бойка, по отношению к направлению вектора окружной скорости уменьшает значение uкр. Это обеспечит возможность некоторого увеличения окружной скорости молотильного барабана, без существенного повышения травмирования семян. Используя значения динамических усилий, удовлетворяющих условию допустимых величин травмирования семян (не более 10% микроповреждений), а также полученные ранее коэффициенты восстановления, построены теоретические линии тренда зависимостей критической скорости от угла установки рабочего элемента (рис. 17). Оценкой достоверности различия сравниваемых распределений подтверждена адекватность полученных аналитических выражений. Полученные значения критической скорости для различных фракций семян одного сорта использованы при обосновании конструктивно-технологических параметров МСУ. В  соответствии с результатами исследований физико-механических свойств семян, определены наиболее вероятные зоны растения, содержащие семена ранних сроков образования (рис. 18). Очевидна тенденция раннего образования семян в нижних ярусах растения, а также в пределах центральной части и зоны носика плодоэлемента. Подобная тенденция вполне согласуется с предложенной теорией характера и особенностями распределения в переделах растения питательных веществ и влаги, описанная А.П. Костычевым. Использование схем Рис. 18. Условные схемы локализации и содержание на материнском растении семян с законченным периодом физиологического развития локализации физиологически полноценных семян на материнском растении, в пределах данного сорта позволит выявить фракцию семян, наиболее ценных в биологическом отношении и вести поиск эффективного показателя комплексного критерия механического разделения, основываясь на данном показателе. О  тбор более ценной фракции семян, при использовании в качестве критериев разделения работы на вымолот и крупности семян (5й вариант), обнаруживает возможность повышения эффективности сортирования семян по степени биологической ценности (рис. 19). Всхожесть составляет 98,7…99,0%. Данный вариант обеспечивает возможность механического сортирования при использовании МСУ с фракционным разделением зернового вороха. Объем отсортированной фракции составляет 73,8%. Н  а основании результатов факторного эксперимента по обмолоту хлебной массы в тангенциальном МСУ шнеко-лопастного типа, получены математические модели зависимостей показателя равномерности зональной сепарации s, захватывающей способности k и дробления семян d от трех контролируемых параметров. Поверхности отклика изучаемых показателей иллюстрируются графиками на рис. 20. Уравнения регрессии имеют следующий вид:  (37-39)Рис. 20. Поверхность отклика для параметров s,%, k,% и d,%, при влиянии частоты оборотов n (x1) и угла установки обмолачивающих лопастей α (x2) И  зучение свойств зернового вороха в отдельных зонах сепарации тангенциально-аксиального МСУ шнеко-лопастного типа (рис. 21) позволило получить гистограммы распределения значений массы 1000 семян и их плотности и определить параметры более ценной фракции. Такой фракцией явились семена, имеющие индивидуальную массу не менее 0,135 г и плотность – не менее 1,225×103 г мм-3 – для семян гороха Орлус и не менее 0,255 г и 1,875×103 г мм-3 – для семян фасоли Ока. Принимая показатели индивидуальной массы и плотности семян за критерий фракционного разделения, построены диаграммы, дающие представление о содержании биологически более ценной фракции семян данного сорта в отдельных зонах сепарации аксиально-конического МСУ. Результаты эксперимента по исследованию параметров распределения частиц рабочей жидкости в подлаповом пространстве показали (табл. 1), что качество распределения гербицида в подлаповом пространстве удовлетворяет условию проведения технологической операции. Таблица 1. Качественные показатели распределения рабочей жидкости в подлаповом пространстве
Результаты опытных данных подтвердили выполненные в Главе 2 теоретические выводы, полученные при исследовании динамики частицы рабочей жидкости в подлаповом пространстве культиваторной лапы. Рекомендовано выполнение рабочих органов для подпочвенного внесения гербицида в форме культиваторной лапы с размещением стойки в зоне носка и установкой полевого наконечника щелевого типа, с режимом работы ε=-5…-10°; Р=0,20 МПа. В Главе 5 “Результаты экспериментально-полевых исследований и технико-экономическое обоснование машинных технологий и комплекса машин” приведены основные показатели работы машин в полевых условиях, обоснованы технико-экономические показатели машинно-технологического комплекса. Установлено, что эффективное механическое разделение партии семян возможно при использовании варианта, предусматривающего деление исходного материала на части, с энергией вымолота семян А<5,152×10-3 Дж и А>5,151×10-3 Дж, последующее сортирование фракций схода на решетах с отверстиями Ø6,0 и Ø6,7 мм, соответственно, и объединение I и II выходов (рис. 22). Обоснована схема технологического процесса получения семян элиты. Одним из обязательных элементов схемы, является сортирование семян по степени физиологической зрелости. Использование предлагаемой технологии уборки и послеуборочной обработки семян, позволяет повысить отношение количества биологически ценных семян к остальной части материала, в 2,8 раза. При этом содержание биологически ценных семян в партии составит не менее 80%. П  редложена конструктивно-технологическая схема аксиально-конического МСУ, с механизмом фракционного разделения зернового вороха, защищенная патентами РФ №№ 2262832, 2263445, 227132460. Создана сноповая молотилка МСК-1Ф; разработана конструктивно-технологическая схема машины для уборки растений с делянок II, III этапов селекции и первичного семеноводства МУП-0,3Ф.Качество обмолота молотилкой МСК-1Ф удовлетворяет агротехническим требованиям (табл. 2). По сравнению с аналогом, опытная молотилка позволяет увеличить производительность за час сменного и эксплуатационного времени не менее чем на 2,7%. Кроме того, молотилка МСК-1Ф способна обеспечить предварительное разделение семян по степени биологической ценности; при этом дробление семян отобранной фракции на 0,01…0,98% ниже, чем для остальной части материала, абсолютная масса этих семян на 10,95…13,0% выше, а всхожесть на 3,6…3,9% больше, чем при обычном способе обмолота. Таблица 2. Показатели работы сравниваемых машин
Результаты испытаний экспериментального комбайна СК-5 “Нива”, оснащенного новым МСУ показали, что качество зерна полученного при работе экспериментального комбайна выше, чем на эталонном СК-5. Дробление зерна при хозяйственных испытаниях комбайна с новым МСУ составило, в среднем, 1,3 и 1,8% - для гороха и фасоли, для комбайна с бильным барабаном – соответственно, 8,1 и 9,7%. На комбайне СК-5 “Нива” имел место один случай забивания барабана массой фасоли, при влажности стеблей – 24,3%, зерна – 22,1%. Нарушений технологического процесса на экспериментальном комбайне отмечено не было. Применение нового МСУ рекомендуется при обмолоте зернобобовых культур, как для продовольственных целей, так и с семеноводческих и селекционных участков. Экспериментальная сеялка, оборудованная сошниками с тупым углом вхождения на параллелограммной подвеске обеспечивает заделку семян в пределах, установленных агротехническими требованиями (рис. 23). Средняя глубина заделки hз=70,8 мм, при коэффициенте вариации Kv=16,5%. Количество семян, заделанных в горизонте, соответствующем заданной средней глубине, и двух смежных с ним составляет nс=89,6%, при требуемых 80%. Для сеялки, оборудованной радиальной подвеской: hз=62,1 мм; Kv=21,8%; nс=78,9%. Абсолютная масса семян с обмолоченных растений снижается с увеличением неравномерности распределения семян по глубине заделки. Большая масса 1000 шт характерна для широкополосового посева лаповыми сошниками на параллелограммной подвеске. У  становка лаповых сошников на параллелограммной подвеске обеспечивает уменьшение тягового сопротивления, а как следствие, и снижение расхода топлива. Если при базовой технологии расход топлива составлял 8,79 кг га-1 на операции предпосевной культивации и боронования и 3,99 кг га-1 – на операцию посева (в сумме – 12,78 кг га-1), то при испытываемой технологии, при посеве лаповыми сошниками на параллелограммной подвеске, с совмещением посева и предпосевной культивации, потребовалось 3,24 кг га-1, что почти в 4 раза меньше. Снижение тягового сопротивления сеялки, оборудованной лаповыми сошниками на параллелограммной подвеске связано с хорошим копированием микрорельефа поля и способностью сошников самоочищаться, благодаря их новому конструктивному исполнению. Результаты производственных испытаний формирователей направляющей борозды свидетельствуют о снижении засоренности посевов на 25,0…47,0%, а также тенденции роста урожайности семян на 0,25…0,23 т га-1, по сравнению с общепринятой безгербицидной технологией. Сокращение затрат энергии в этом случае, составило 578,5 МДж, а по сравнению с гербицидным – 2672 МДж. Это создает возможность уменьшения защитных зон рядков, более полное удаление сорняков и, следовательно, исключение использования ядохимикатов при борьбе с ними. Полевые испытания нового культиватора-разравнивателя почвенных гребней выявили удовлетворительные характеристики его работы, обеспечивающие требуемое качество технологического процесса (табл. 3). Уничтожение сорняков при проходе культиватора составило 87…90%. Отклонение глубины обработки от заданной – не более 0,7 см.  Рис. 24. Комплекс разработанных средств технического обеспечения к альтернативной системе машин для селекционно-семеноводческого процесса производства элитных семян зернобобовых культур: а. МСУ зерноуборочного комбайна шнеко-лопастного типа (Патент РФ №2147169); б. зерновая сеялка широкополосного посева с комбинированными сошниками с тупым углом вхождения на параллелограммной подвеске (Патенты РФ №№223062, 2233063, 2238628); в. формирователи направляющей борозды (Патент РФ №2252521); г. культиватор-разравниватель почвенных гребней (Патент РФ №22233054); д. малогабаритная сноповая молотилка с фракционным разделением зернового вороха МСК-1Ф (Патенты РФ №№2262832, 2263445, 2271324); е. прибор для оценки физиологической выполненности семян (Патент РФ №2006105587); ж. лабораторная установка для изучения силы связи семян с плодоэлементом (Патент РФ №2176932) Таблица 3. Качественные параметры разравнивания почвенных гребней и засоренность посевов фасоли
В целом, эффект от новой технологии возделывания фасоли, в сравнении с традиционным способом посева, выражается следующими показателями: засоренность посевов по массе и количеству сорняков снижается в 2,0 раза; полнота всходов культурных растений возрастает на 30,0%; урожайность увеличивается на 10…15%. Технология возделывания фасоли без использования гербицидов обеспечивает экологическую безопасность и позволяет сэкономить, в среднем, 1990 руб. на 1 га посевных площадей. Индивидуальная экономическая эффективность разработанных технических средств (рис. 24) оценивалась в соответствии с методикой определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники МСХ РФ, а также методических указаний по определению экономической эффективности селекционно-семеноводческой техники и лабораторного оборудования, разработанных ВИМ. Установлено, что годовой экономический эффект от применения машинно-технологического комплекса, элементами которого являются разработанные средства механизации, составил 820346 руб, по сравнению с базовым. Срок окупаемости капиталовложений составил 0,9 года. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | 1. Свойства почвы. Гранулометрический состав, влажность, кислотность... Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета | | Реферат по дисциплине " Технологические процессы микроэлектроники... Технология производства полупроводниковых приборов – это техническая наука, занимающаяся изучением физико-химических основ технологических... |
| Внедрение технологии размножения семян перспективных сортов самоопыляющихся... Госреестр до прихода семян элиты в семеноводческие хозяйства, что не способствует своевременному использованию преимуществ сорта | | Лекция для студентов и слушателей фпк «вредители зернобобовых культур» Разработал: Бояр Д. М, ассистент кафедры энтомологии и биологической защиты растений, кандидат биологических наук |
 | План Введение I. Технические и технологические вопросы производства Мгц (на проходившей с24 по 28 апреля в Москве выставке Comtec был представлен компьютер с тактовой частотой процессора 120 Мгц, что... | | Урока, сроки Тема урока Что должен знать Техника уборки картофеля и овощных культур. Отбор семенников, сбора семян овощных культур |
| Качество семян сосны обыкновенной на лсп забайкальского края Правдин, 1963, Проказин, 1962) выход полнозернистых семян, масса 1000 штук семян, энергия прорастания и техническая всхожесть на... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «прорастание семян», помочь учащимся в ходе процесса их учебной деятельности выделить главные условия прорастания семян; отметить... |
| Кунжут относится к семейству сезамовых, и второе его название сезам (sesame). Кунжут Кунжут является одной из главнейших и старейших масличных культур. Масло Сандала изготовляется из разных семян (белых, серых, черных),... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Чтз/ Регламенты/ Технические решения/ Решения о закупках/ Планы-графики/ Формы документов/ Проектные административные решения |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Изучили состав семян, выработали практические умения по обнаружению питательных веществ в семени, на основе опытов выяснили, какие... | | Программа «Современная школа столицы» Технические решения, разработанные компанией «открытый мир», позволяют в оперативном режиме проводить совещания, педагогические и... |
| Федеральное агентство по образованию Преподавание иностранных языков и культур: проблемы, поиски, решения (Лемпертовские чтения – VII). Материалы Международного научно-методического... | | Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту Наземные транспортно-технологические средства, специализация «Технические средства агропромышленного комплекса», код дисциплины В.... |
| Исследование взаимосвязи гидролиза фитина семян злаковых культур... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | В реферате должен быть приведен перечень ключевых слов и указана... Научно обоснованные технические, экономические или технологические разработки и их внедрение 6 |
