Решетило Олександр Миколайович. Обґрунтування параметрів пневматичного апарата внутрішнього заповнення для точного висіву насіння зернових колосових культур

brief description

Решетило Олександр Миколайович. Обґрунтування параметрів пневматичного апарата внутрішнього заповнення для точного висіву насіння зернових колосових культур : Дис... канд. наук: 05.05.11 2005

Решетило О.М. Обґрунтування параметрів пневматичного апарата внутрішнього заповнення для точного висіву насіння зернових колосових культур. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Вінницький державний аграрний університет. Вінниця, 2005.
Дисертація присвячена питанням теоретичного та експериментального дослідження технологічного процесу однозернинного висіву насіння зернових колосових культур. Обґрунтовано вплив конструктивно-технологічних параметрів пневмо-механічного висівного апарата вакуумної дії на рівномірність розподілу насіння по площі поля. Розроблено імітаційну комп’ютерну модель технологічного процесу однозернинного відбору насіння зернових колосових культур пневмо-механічним висівним апаратом, експрес-метод для оцінки рівномірності розміщення рослин (насіння) зернових колосових культур по площі поля та імітаційну комп’ютерну модель для прогнозування якості координатно-однозернинного висіву пневматичною сівалкою. Результати польових випробувань експериментальної сівалки показали ефективність роботи пневмо-механічного висівного апарата.

На основі конструктивно-технологічного аналізу висівних апаратів для координатно-однозернинного висіву насіння, теоретичних та експериментальних досліджень встановлено, що для здійснення координатно-однозернинної сівби насіння зернових колосових культур найбільш ефективним є пневмо-механічний висівний апарат внутрішнього заповнення з конічним висівним елементом. Розроблена принципова схема висівного апарата, система однозернинного відбору насіння та розвантаження комірчин підвищують ймовірність заповнення комірчин висівного елемента насінням і повністю усувають його механічне пошкодження та подрібнення.
Вперше встановлено теоретичні закономірності процесу заповнення насінням комірчин, що розміщені на внутрішній поверхні конічного висівного елемента, та втримання насіння при транспортуванні до зони висіву. Теоретично доведено, що зміна положення точки дотику насінини, що розміщена в комірчині, з насіниною, яка знаходиться в забірній камері, викликає зміну напрямку сили притискання насінини до комірчини і призводить до її виштовхування з комірчини та висіву з пропуском. Тому з метою недопущення відриву насінини від комірчини під час її транспортування до зони розвантаження необхідно застосовувати розрідження.
На основі аналізу сил, що діють на насінину, яка знаходиться в комірчині висівного елемента під час його обертання, встановлено, що величина сили присмоктування насінини до комірчини залежить не тільки від фізико-механічних властивостей (,) культури, яка висівається, але й від конструктивно-технологічних параметрів (,,,) висівного елемента.
Вперше розроблено імітаційну комп’ютерну модель технологічного процесу однозернинного відбору насіння зернових колосових культур пневмо-механічним висівним апаратом вакуумної дії, яка дає можливість проаналізувати процеси, що відбуваються в ньому, і підтверджує достовірність проведених теоретичних досліджень та дозволяє обґрунтувати раціональні конструктивно-технологічні параметри висівного апарата.
Експериментальними дослідженнями встановлено, що при збільшенні кута нахилу твірної конусного висівного елемента до його нижньої основи з 30 до 50, а також кутової швидкості обертання з 3 до 5 с-1і радіуса розміщення комірчин на його поверхні з 0,08 до 0,12 м, рівномірність висіву насіння вздовж рядка знижується з 0,97 до 0,91.
Встановлено, що зменшення висотизернового шару в бункері висівного апарата з 1 м до 0,4 м не впливає на рівномірність висіву насіння вздовж рядка. Не чинить значного впливу на рівномірність висіву також і подальше її зменшення до 0,1 м, однак її зменшення нижче даного значення викликає різке зниження рівномірності висіву. Тому для забезпечення стовідсоткового заповнення комірчин насінням необхідно, щоб висота зернового шару в бункері висівного апарата не опускалась нижче 0,1 м.
Експериментально доведено, що збільшення довжини дугиохоплення висівного елемента насінням з 0,01 до 0,03 м викликає підвищення рівномірності висіву насіння вздовж рядка. Встановлено, що при довжині дуги охоплення висівного елемента= 0,08 м рівномірність висіву сягає свого максимального значення, яке становить для насіння ячменю= 0,97, жита= 0,96 і пшениці= 0,94. Тому для забезпечення стовідсоткового заповнення комірчин насінням довжина дуги охоплення висівного елемента при= 0,08м і= 3 с-1повинна становити не менше 0,08 м. При цьому збільшення величини розрідження у вакуумній камері висівного апарата відносно його оптимального значення на рівномірність висіву насіння не впливає.
На основі теоретичних і експериментальних досліджень та результатів комп’ютерного моделювання технологічного процесу висіву насіння встановлено, що для пневмо-механічного висівного апарата внутрішнього заповнення з конічним висівним елементом раціональні значення конструктивно-технологічних параметрів є наступними:= 30,= 0,0550,155 м,= 0,11 м,= 3 с-1. При цьому, для надійного утримання насінини в комірчині під час її транспортування до зони розвантаження, у вакуумній камері висівного апарата необхідно створити розрідження, глибина якого при висіві насіння пшениці, жита і ячменю повинна становити відповідно 0,00027 Н/м2, 0,00018 Н/м2та 0,00036 Н/м2.
Вдосконалено методику оцінки рівномірності розміщення насіння і рослин по площі поля в якій за критерії оцінки взято коефіцієнт рівномірності розподілу та коефіцієнт густоти їх локального розміщення по площі поля. Розроблено експрес-метод обробки дослідних даних, що підвищує точність обчислень в порівнянні з традиційним способом на 7....9 % та скорочує затрати часу на обробку в 2025 разів.
Вперше розроблено імітаційну комп’ютерну модель для прогнозування якості координатно-однозернинного висіву пневматичної сівалки з експериментальним висівним апаратом, що, на основі рівняння регресії, яке відображає залежність середньої відстані між висіяним насінням від конструктивно-технологічних параметрів висівного апарата, дозволяє здійснити імітацію роботи сівалки і провести оцінку рівномірності розподілу насіння по площі поля без проведення польових випробувань.
На основі польових випробувань, які були проведені в СГТзОВ Україна” Луцького району Волинської області на площі 6 га, встановлено, що в порівнянні з вузькорядною сівбою насіння зернових колосових культур (традиційна для господарства норма висіву 9,03 млн. шт/га) координатно-однозернинний висів (норма висіву 4,52 млн. шт/га) дав приріст врожаю 2,4 ц/га. Річний економічний ефект застосування експериментальної сівалки з пневмо-механічним висівним апаратом вакуумної дії при висіві насіння озимої пшениці Поліська 90”становив 328173 грн. (354,65 грн./га).