Обоснование параметров и режимов работы вибрационного высевающего аппарата

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВИБРАЦИОННОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Клишин Алексей Иванович

Новосибирск 2009

Работа выполнена на кафедре «Тракторы и автомобили» ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» (АГАУ).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Красовских Виталий Степанович (ФГОУ ВПО АГАУ)

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мяленко Виктор Иванович (ФГОУ ВПО КемСХИ);

кандидат технических наук Усольцев Сергей Федорович (ГНУ СибИМЭ СО Россельхозакадемии)

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших задач сельскохозяйственного производства России является создание и поддержание зерновых ресурсов в объемах, необходимых для полного удовлетворения населения продуктами питания, животноводства - кормами, агропромышленности - сырьем. Решение её невозможно без постоянного совершенствования производственных процессов и машин.

Самая значимая операция при возделывании зерновых культур - посев. Он влияет на рост и развитие растений, должен обеспечить каждому растению рациональную площадь питания.

Основными рабочими органами зерновой сеялки является высевающий аппарат, семяпровод и сошник. В результате многолетнего развития преимущественное распространение получил катушечный высевающий аппарат. Это объясняется простотой его конструкции и относительной несложностью установки нормы высева. Однако такой аппарат имеет и ряд недостатков: порционная подача семян, повышенная повреждаемость крупных семян, некачественный высев несыпучих семян, зависимость нормы высева от уклонов местности.

Поэтому разработка принципиально нового высевающего аппарата, обеспечивающего качественное дозирование семян, является актуальной задачей, имеющей народнохозяйственное значение.

Цель исследования - повысить качество дозирования семян высевающими аппаратами за счет применения вибрации.

Объект исследования - процесс истечения семян из вибрационного высевающего аппарата.

Предмет исследования - закономерности формирования непрерывного потока семенного материала в вибрационном высевающем аппарате.

Научная гипотеза - дозирование семян вибрационным высевающим аппаратом со сдвоенными, параллельно и противофазе работающими лотками, позволит повысить равномерность дозирования и высева семян, в том числе и на пересеченной местности.

Научная новизна работы состоит в следующем:

Усовершенствована математическая модель движения семенного материала под действием вибрации.

Получено уравнение расхода семян.

Установлены зависимости расхода и неравномерности дозирования от угловой скорости вращения эксцентрика, амплитуды колебаний лотка и площади сечения выходного окна вибрационного высевающего аппарата.

Практическая значимость. Определены рациональные параметры и режимы работы вибрационного высевающего аппарата.

Высевающий аппарат позволяет повысить равномерность распределения семян по площади питания, уменьшив коэффициенты поперечной и продольной неравномерности, соответственно, до 1,0 и 1,3 % при агротехнических допустимых пределах в 6,0 и 3,0 %.

Энерго- и металлоемкость высевающего аппарата меньше, чем катушечного.

На защиту выносятся. Результаты теоретических исследований поведения сыпучей среды в высевающем аппарате при вибрации.

Результаты экспериментальных исследований по обоснованию рациональных параметров и режимов работы вибрационного высевающего аппарата.

Результаты сравнительных испытаний экспериментального и катушечного высевающих аппаратов.

Технико-экономическое обоснование эффективности использования вибрационного высевающего аппарата.

Реализация результатов исследования

Экспериментальный образец вибрационного высевающего аппарата спроектирован и изготовлен на кафедре «Тракторы и автомобили», испытан в машинно-тракторной станции Алтайского государственного аграрного университета.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях в Алтайском государственном аграрном университете:

- научно-техническая конференция «Сельскому хозяйству - эффективные технологии и средства механизации» (г. Барнаул, 2004 г.);

- научно-техническая конференция студентов и аспирантов ИТАИ (г. Барнаул, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 научных статей, в том числе одна - в издании, указанном в «Перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий…», рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 212 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков, 17 таблиц и 5 приложений. Список использованной литературы включает 119 наименований, в том числе 4 на иностранных языках.

Работа выполнена на кафедре «Тракторы и автомобили» Алтайского государственного аграрного университета в 2002-2009 гг.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение отражает актуальность темы диссертационной работы. В нем сформулирована цель работы, определена научная новизна и практическая значимость результатов исследований.

Первая глава «Состояние вопроса цель и задачи исследования» содержит обзор и анализ рабочего процесса механических высевающих аппаратов, требования к качеству высева и распределению семян. Проведен анализ существующих конструкций механических высевающих аппаратов. На основе работ Н.В. Антонова, С.А. Белокуренко, Н.М. Беспамятновой, А.С. Бойко, А.А. Вишнякова, В.А. Желиговского, В.П. Иванова, В.С. Красовских, Н.Е. Кудрявцева, Р.Г. Кузнецовой, В.И. Лобанова, П.Н. Настенко, Л.Н. Петрова, В.И. Подоляко, Н.В. Сегеды, В.А. Скользяева, В.С. Сухина, Е.И. Турбилина, И.Я. Федоренко, Б.Г. Холина и др., обоснована возможность применения вибрации при высеве семян, систематизированы конструкции вибрационных высевающих аппаратов. Выявлены перспективы использования вибрационных высевающих аппаратов, в том числе лоткового типа со сдвоенными лотками, расположенными в одном цилиндрическом корпусе.

Научную базу поведения сыпучей среды при вибрации заложили В.А. Бауман, В.А. Белецкий, Б.А. Берг, И.И. Блехман, Ю.Г. Джанелидзе, П.М. Заика, В.И. Земсков, Р.Л. Зенков, Л.Г. Лойцянский, Н.Р. Малкин, В.А. Олевский, Я.Г. Пановко, Д.Н. Пирожков, П.Б. Слиеде, А.О. Спиваковский, Г.Д. Терсков, И.Я. Федоренко и другие исследователи.

В соответствии с целью сформулированы следующие задачи исследований:

1. Разработать математическую модель движения материала в рабочем пространстве вибрационного высевающего аппарата, определить факторы, влияющие на неравномерность дозирования и расход семян.

2. Определить рациональные параметры и режимы работы вибрационного высевающего аппарата.

3. Провести сравнительные испытания на неравномерность дозирования опытного вибрационного и серийного катушечного высевающих аппаратов в лабораторно-полевых условиях, оценить экономическую эффективность использования вибрационного высевающего аппарата.

Вторая глава «Теоретические исследования вибрационного высевающего аппарата» посвящена теоретическим исследованиям движения частицы семян в вибрационном высевающем аппарате, обоснованию его параметров и режимов работы.

Определение параметров вибрации, свойств материала и геометрических размеров аппаратов, в которых материал движется под действием вибрации, рассматривается в работах Р.Л. Зенкова, Л.Г. Лойцянского, Д.Н. Пирожкова, Х.И. Раскина, И.Я. Федоренко и других исследователей. Методы определения скорости движения частицы по гармонически колеблющейся поверхности рассматриваются в работах И.И. Блехмана, Г.Ю. Джанелидзе, П.М. Заики, Р.Л Зенкова, Г.Д. Терскова, и др.

В работе предложена и исследована работа вибрационного высевающего аппарата со сдвоенными параллельно работающими лотками 1 и 2, (рисунок 1), имеющим общую ось качения О и установленным под одинаковым углом о к жестко прикрепленному к ним рычагу ОВ, приводного устройства с эксцентриком О₁А, вращающимся с угловой скоростью щ, шатуна АВ, сообщающего колебательные движения рычагу OB.

Угол отклонения рычага ОВ от вертикали и, следовательно, лотков под действием вращающегося эксцентрика О₁А:

(1)

где - максимальное отклонение или угловая амплитуда колебаний рычага ОВ; t - время; k - длина рычага ОВ; l - длина шатуна АВ; r - эксцентриситет О₁А; l₁ - расстояния между осью О и точкой А; Х_0, Y₀ - координаты оси вращения О₁ эксцентрика по осям Х_, Y.

Изменение угла во времени с незначительной погрешностью можно рассматривать как гармонические колебания с амплитудой и частотой (1).



Рисунок 1 - Кинематическая схема вибрационного высевающего аппарата

При малой толщине слоя семян на лотке его движение можно описать, рассматривая движение отдельного зерна - частицы.

Достаточно рассмотреть движение частицы по одному из лотков, например, 1. Исследование сил, действующих на частицу массой m, движущуюся по вибрирующей поверхности лотка (рисунок 2) приводит к получению системы дифференциальных уравнений относительного движения её в проекциях на подвижные, связанные с лотком оси Х₁, Y₁:

(2)

вибрационный высевающий аппарат

где F_T - сила сухого трения частицы о лоток; N - нормальная реакция лотка на частицу; P_n - нормальная, кориолисова P_k и P_T касательная составляющие силы инерции частицы; - угол наклона лотка к горизонту при 0 < щt < 2р, ; g - ускорение свободного падения.

Кориолисово ускорение P_k мало по величине в сравнении с ускорениями, возникающими от переносного вращательного движения. Поэтому в дальнейших расчетах оно не учитывается.



Рисунок 2 - Схема сил действующих на одиночную частицу на поверхности лотка:

Для лотка амплитуда абсолютных колебаний частицы на поверхности изменяется от 0 на оси качения до максимального значения на его кромке. Частица перемещаясь в направлении оси Х₁ совершает сложное движение: скольжение по поверхности лотка, отрыв от поверхности, полет, падение на лоток и т.д.

Частица остается на вибрирующей поверхности лотка при положительной нормальной реакции , т.е. тогда, когда

. (3)

где щt₀ - угол поворота эксцентрика в момент отрыва частицы от лотка; - угол наклона лотка к горизонту при щt=0; R - удаление частицы К от центра вращения О; - безразмерный коэффициент, часто в место используют ее обратную величину - коэффициент перегрузки .

Скорость движения частицы вдоль оси Х₁, лотка в момент времени t=t^*, имеет вид:

 (4)

Угол поворота эксцентрика щt₀ при котором происходит отрыв частицы от лотка угол отрыва зависит от её положения на лотке R, и в соответствии с (3) при равен:

(5)

График (рисунок 3) демонстрирует одну из особенностей предложенной конструкции: чем больше R, т.е. сильнее частица удалена от оси качения О, тем меньше угол отрыва щt₀.

Рисунок 3 - График зависимости момента отрыва от положения R частицы на лотке

Дифференциальные уравнения движения частицы в момент отрыва от лотка в подвижной системе координат Х₁ОY₁, в соответствии с (2) при имеют вид:

. (6)

Положение и проекции скорости частицы на ось Х₁ и Y₁, подвижной системы координат в момент отрыва её от лотка:

. (7)

Проекции скорости частицы при полете на оси Х₁ и Y₁ подвижной системы координат:

(8)

(9)

Далее следует указать закон изменения скорости частицы при ударе с поверхностью лотка в конце полета. Будем полагать, что в результате удара поперечная составляющая скорости частицы обращается в ноль, т.е., будем рассматривать удар как абсолютно неупругий.

Момент падения , может принадлежать любой части периода колебаний лотка в зависимости от значений параметров системы и от начальных условий движения. Кроме того, необходимо учесть, что положение частиц на всем интервале поверхности лотка зависит от момента отрыва и падения , так как скорость повышается при увеличении R.

Отметим, что формулы (8) и (9) определяют движение частицы до тех пор, пока она не упадет на лоток. Момент падения соответствует :

; (10)

. (11)

Решение уравнения возможно как графически, так и расчетным путем с применением табуляции для определения функции и упрощения расчетов.

Представим уравнение (10) в частном случае и , введем обозначение:

. (12)

Тогда уравнение (10) можно представить в форме:

(13)

Это уравнение позволяет легко протабулировать функцию . Для этого достаточно, задаваясь значениями , определить из (13) соответствующие значения . Тогда угол находится из соотношения (12), рисунок 4.



Рисунок 4 - График функции

После падения частицы на лоток она начинает скользить по его поверхности до момента отрыва . Фазовый угол отрыва частицы зависит от переменной R (5), рисунок 3. Уравнение перемещения частицы по плоскости лотка до следующего отрыва от него:

, (14)

где R_i - положение частицы в момент первого отрыва от лотка, мм; X_ni - длина полета частицы, мм; X_сi - длина скольжения частицы, мм.

Решив уравнение (5) получим:

. (15)

При равенстве R_j (14) и R (15) происходит отрыв частицы от лотка, (рисунок 5).



Рисунок 5 - График определения фазового угла отрыва частицы после полета и скольжения

С помощью графика можно определить момент отрыва частицы от лотка после скольжения, подставив в уравнения (14) известные значения дальности полета X_ni и скольжения X_ci.

Приращение скорости частицы за время скольжения до отрыва:

(16)

Формула для приращения скорости частицы за время полета. По формуле (8) и при использовании соотношения (7) об изменении составляющей скорости при ударе частицы о плоскость находим:

; (17)

(18)

где - коэффициент мгновенного трения при ударе.

Общая формула для определения приращения скорости частицы за время перемещения по лотку имеет вид:

. (19)

Влияние угла наклона высевающего аппарата при движении агрегата на спуске или подъеме на скорость схода частицы с лотка представлено на рисунке 6.

Рисунок 6 - График изменения скорости движения частицы от угла наклона () высевающего аппарата: 1 - ; 2 - ; 3 -

Скорость движения частицы по лотку при наклоне аппарата изменяется. Однако, использование двух лотков с объединением потоков в один позволяет избавиться от этого влияния: сложения приращений скоростей частиц двух лотков при равенстве абсолютных приращений скорости и разных знаках не изменяет среднюю скорость:

, (20)

где - суммарное приращение скорости частицы, м/с; - приращение скорости частицы на левом лотке, м/с; - приращение скорости частицы на правом лотке, м/с.

В результате модель позволяет определить среднюю скорость движения частицы по поверхности. От неё зависит производительность высевающего аппарата.

Формула для определения расхода (производительности) высевающего аппарата имеет вид:

; (21)

где V_ч- средняя скорость движения частицы; - плотность материала; S - площадь поперечного сечения потока, нормального к направлению потока семян; - поправочный коэффициент,, - коэффициент отношения диаметра частицы d к диаметру выходного отверстия D; - поправочный коэффициент, учитывающий отличительные свойства семян.

В качестве условного диаметра зерна d принято среднее геометрическое трех его измерений:

, (22)

где а - длина, мм; b - ширина, мм; c - толщина, мм.

Формула определения диаметра отверстия имеет вид:

. (23)

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» приведены программа, общие и частные методики экспериментальных исследований, применяемая измерительная аппаратура и оборудование.

Исследования процесса высева проводились в лабораторных условиях на экспериментальной установке, рисунок 7. Опытный образец вибрационного высевающего аппарата, показан на рисунке 8.

Рисунок 7 - Лабораторная установка для исследования вибрационного высевающего аппарата: а) общий вид, б) вид с лева, в) вид с права: 1 - рама; 2 - семянной ящик; 3 - вибрационный высевающий аппарат; 4 - направляющая платформа; 5 - подвижная платформа; 6 - шатун; 7 - электродвигатель; 8 - корпус подшипников эксцентрикового вала; 9 - корпус подшипников технического вала; 10 - корпус подшипников основного вала; 11 - воронка семяпровода; 12 - семяпровод; 13 - пробоотборник; 14 - блок питания; 15 - заслонка

Для количественной оценки равномерности дозирования использована относительная величина среднеквадратического отклонения расхода семян, то есть, коэффициент вариации расхода. Для него используется термин - „неравномерность дозирования“. Под расходом понимается количество семян, проходящих через высевающий аппарат в единицу времени. Для каждого из режимов работы высевающего аппарата определяли коэффициент неравномерности для отдельной секции , и всеми секциями высевающего аппарата _пр. В. П. Горячкин рекомендовал называть их коэффициентами, соответственно, поперечной и продольной неравномерности.

Рисунок 8 - Вибрационный высевающий аппрат: 1 - корпус; 2 - основной вал; 3 - торцевые крышки; 4 - корпус подшипников основного вала; 5 - лоток; 6- заслонка; 7 - поворотная пластина; 8 - шатун; 9 - гайки; 10, 11 - винты; 12 - лепестки; 13 - входные окна; 14 - выходные окна > - направление движения семян

В отсеивающем эксперименте исследовалось влияние на расход и неравномерность дозирования: А - амплитуды колебаний лотка (корпуса); щ - угловой скорости вращения эксцентрика; S - площади сечения выходного окна; - положения лотка к горизонту; - положения агрегата к горизонту; - высоты столба семян.

Значимыми оказались три фактора.

Для них был выполнен основной эксперимент, таблица 1.

Таблица 1 - Факторы и интервалы их варьирования

№	Наименование фактора	Ед. изм.	Значения кодированные и физические
			-1,682	-1	0	1	1,682
Х1	Угловая скорость вращения эксцентрика	рад/c	94,2	98,4	104,7	111,0	115,2
Х2	Амплитуда колебаний лотка	мм	1,3	1,8	2,5	3,2	3,7
Х3	Площадь выходного окна	мм2	64	77	100	125	144

Для лабораторно-полевых испытаний изготовлена экспериментальная сеялка на базе зерновой сеялки СЗС-2,1. Она имеет шесть сошников. Ширина захвата 1,4 м, рисунок 9.

Рисунок 9 - Экспериментальный образец сеялки: а) вид спереди; б) вид сбоку: 1 - лапа-сошник; 2 - опорное колесо; 3 - прицеп; 4 - рама; 5 - ось вилки опорного колеса; 6 - тяга; 7 - гидроцилиндр; 8 - прикатывающие катки; 9 - семенной ящик; 10 - вибрационный высевающий аппарат; 11 - воронки семяпроводов; 12 - семяпроводы; 13 - кожух механизма привода; 14 - блок управления

Сравнительные испытания вибрационного и катушечного высевающих аппаратов проводились в два этапа.

В первый этап входило определение равномерности распределения семян высевом их на липкую ленту. Испытывалась одна секция опытного вибрационного и катушечного высевающих аппаратов. Прорезиненная лента с закрепленной на ней миллиметровой бумагой покрытой слоем клея укладывалась в подготовленное ложе на небольшую глубину. Вся лента разбита поперечными линиями через 5 см, длина ленты 3 м. Подсчитывалось количество участков без семян, с одним, - двумя, - тремя и т.д. семенами.

Во второй этап входило определение равномерности распределения семян в рядке и структуры урожая пшеницы. Испытания проводились при трех нормах высева 140, 170 и 200 кг/га в МТС АГАУ. Длина участка 200 м. Исследовалось распределения растений в рядке при появлении полных всходов. Измерялись расстояния между всходами, подсчитывалось количество всходов на каждом пятисантиметровом участке.

В четвертой главе «Анализ экспериментальных данных» представлены результаты статистической обработки опытных данных с использованием прикладных компьютерных программ Statistica 6.0, Microsoft Excel 2003. Дана качественная и количественная оценка факторов, влияющих на равномерность дозирования семян.

В результате проведения основного трехфакторного эксперимента получено уравнение регрессии второго порядка определяющее зависимость неравномерности дозирования от угловой скорости щ вращения эксцентрика, амплитуды А колебаний лотка, площади S выходного окна:

(24)

(25)

Уравнения (24) и (25) адекватны, поскольку расчетное значения критерия Фишера, и намного меньше табличного .

По уравнениям регрессии построены соответствующие поверхности отклика (рисунок 10), внешний вид которых имеет схожие черты. В качестве примера приведены графические зависимости коэффициентов поперечной и продольной _пр неравномерности дозирования от угловой скорости вращения эксцентрика и амплитуды колебаний лотка (рисунок 10).

Рисунок 10 - Зависимость коэффициентов неравномерности дозирования от угловой скорости и амплитуды колебаний: а) - поперечной; б) - продольной

По уравнениям (24 и 25) выполнены расчеты на сочетание оптимальных значений факторов: угловая скорость вращения эксцентрика щ=104,7 рад/с, амплитуда колебаний лотка А=2,5 мм при которых коэффициенты продольной и поперечной неравномерности соответственно, равны и %.

Наибольшее влияние на неравномерность дозирования, как продольную _пр, так и поперечную , оказывает амплитуда колебаний лотка А, а наименьшее - площадь выходного окна S. Важно отметить наличие слабой зависимости неравномерности от площади выходного окна и почти линейную зависимость от ее расхода. Поэтому целесообразно использовать изменение площади выходного окна для установки нормы высева.

По уравнению (21) построена теоретическая кривая изменения расхода от площади выходного окна S, Q_T=f(S), рисунок 11. Экспериментальные данные согласуются с теоретическими с коэффициентом корреляции r=0,98.

Рисунок 11 - Влияние площади сечения выходного окна высевающего аппарата на расход семян пшеницы: 1 - экспериментальная кривая; 2 - теоретическая кривая

Результаты сравнительных испытаний катушечного и вибрационного высевающих аппаратов высевом на липкую ленту при норме высева 140 кг/га представлены на рисунке 12.

Из графика видно (рисунок 12 а), что средние количества высеянных на учетных участках зерен, для обоих аппаратов практически равны и составляют 4,1 шт. Однако, количество участков со средним числом зерен для катушечного высевающего аппарата равно 17,3%, в то время как для вибрационного - 36,2%. Для катушечного высевающего аппарата характерно наличие участков без зерен и их количество составляет 7,1 %. Число участков с количеством зерен от 3 до 5 штук у катушечного аппарата равно 41,6 %, а у вибрационного - 75 %. Следовательно, вибрационный аппарат при малых нормах высева более равномерно распределяет зерна в рядках.

При средней (170 кг/га) и большей (200 кг/га) нормах высева (рисунок 12 б, в) преимущества вибрационного аппарата перед катушечным несколько меньше, но общая тенденция в более равномерном размещении зерен в рядке вибрационным аппаратом сохраняется.

Рисунок 12 - Распределение семян пшеницы на липкой ленте: катушечным и вибрационным высевающими аппаратами при норме высева: а - 140 кг/га; б - 170 кг/га; в - 200 кг/га

Исследования равномерности распределения семян пшеницы непосредственно рядках (таблица 2), которые также позволяют судить о характере распределения семян, подтвердили преимущество вибрационного высевающего аппарата перед катушечным аппаратом. К этим показателям можно отнести:

М_ср - среднее число всходов на погонном метре рядка, шт;

Х_max - максимальное значение интервала между всходами, мм;

Х_ср- среднее арифметическое значение интервала между всходами, мм;

- среднеквадратическое отклонение интервалов, мм;

- коэффициент вариации интервалов между всходами в рядке, %.

Таблица 2 Показатели равномерности распределения всходов в рядке

Высевающие аппараты	Норма высева Q, кг/га	Мср	Хmax	Хср
Вибрационный	200	4,89	35	10,1	52,7	71,9
	170	4,32	44	11,3	48,1	62,3
	140	3,64	48	13,4	61,3	58,4
Катушечный	200	4,79	66	10,4	95,3	94,3
	170	4,14	76	11,8	105,8	86,6
	140	3,52	109	14,2	184,6	96,2

Данные по урожайности приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Урожайность зерновых культур

Норма высева семян, кг/га	Урожайность, т/га	Увеличение урожайности, %
	вибрационный высевающий аппарат	катушечный высевающий аппарат
140	3,28	2,95	11,1
170	3,94	3,61	9,1
200	3,54	3,39	4,4

При использовании сеялки с вибрационным высевающим аппаратом урожайность выше.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения сеялки с вибрационным высевающим аппаратом» приводится сравнительная оценка экономической эффективности результатов исследований. Результаты отображены в общих выводах.

ВЫВОДЫ

На основании анализа механических высевающих аппаратов установлено, что перспективным направлением их совершенствования является использование вибрации. Сыпучие материалы в состоянии вибрации ведут себя как жидкости и свободно, равномерно истекают из емкости. Результаты исследований вибрационного высевающего аппарата позволяет сделать следующие выводы:

1. Движущийся в рабочем пространстве вибрационного высевающего аппарата поток семян имеет небольшую толщину. Поэтому основные характеристики его движения установлены математическим моделированием движения отдельной частицы вдоль вибрирующей поверхности лотка, в ходе которого чередуются режимы скольжения и полета. Решением дифференциальных уравнений движения частицы в этих режимах получены зависимости позволяющие рассчитывать скорость движения потока и расход семян. Результаты теоретических расчетов расхода согласуются с экспериментом с коэффициентом корреляции .

2. Определено, что наибольшее влияние на неравномерность дозирования оказывает угловая скорость вращения эксцентрика и амплитуда колебаний лотка. Расход зерна зависит от площади выходного окна, поэтому норму высева следует регулировать её изменением.

3. Обоснованы рациональные параметры вибрационного высевающего аппарата со сдвоенными параллельно работающими лотками: диаметр корпуса 100 мм, ширина секции 50 мм, угол наклона лотков 45⁰, амплитуда колебаний лотка 2,5 мм и угловая скорость вращения эксцентрика 104,7 рад/с.

Это позволяет снизить коэффициенты поперечной и продольной неравномерности высева, соответственно, до 1,0 и 1,3 % при агротехнических допустимых пределах в 6,0 и 3,0 %, а также устранить зависимость расхода от рельефа поля в направлении движения.

Работа высевающего аппарата протекает в ламинарном циркуляционном режиме.

4. Сравнительные испытания вибрационного и катушечного высевающих аппаратов показали, что вибрационный высевающий аппарат обеспечивает более равномерное распределение семян в рядке: коэффициент вариации интервалов между семенами меньше, чем у катушечного в 1,3…1,7 раза, а количество участков со средним расчетным числом семян больше в 1,8 …2,0 раза. Годовой экономический эффект по приведенным затратам 5,4 т. рублей в расчете на одну сеялку в ценах 2008 г.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Клишин А.И. Оптимизация вибрационного высевающего аппарата / А.И. Клишин // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2009. - №2. - С. 60-65.

2. Клишин А.И. Тенденция развития вибрационных высевающих аппаратов, сеялок / А.И. Клишин, Е.В. Красовских, С.А. Тарасов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2004. - №2. - С. 156-161.

3. Красовских В.С. Универсальный вибрационный высевающий аппарат / В.С. Красовских, А.И. Клишин, В.В. Павленко // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2007. - №4. - С. 62-66.

4. Красовских В.С. Высевающие устройства посевных машин / В.С. Красовских, А.И. Клишин // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2007. - №8. - С. 48-51.

5. Красовских В.С. Сравнительные показатели вибрационного и катушечного высевающих аппаратов зерновых сеялок / В.С. Красовских, А.И. Клишин // Алтайское село: история, современное состояние, проблемы и перспективы социально-экономического развития: материалы международной научно-практической конференции. - 2009. - С. 372-379.

Размещено на Allbest.ru

...