Экспериментальное обоснование конструктивных параметров уловителя и пневматического семяпровода

УДК 631.331: 635.61

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УЛОВИТЕЛЯ И ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕМЯПРОВОДА

EXPERIMENTAL RATIONALE OF THE LEARNER AND PNEUMATIC SEPARATION CONSTRUCTIVE PARAMETERS

А.Н. Цепляев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.Т. Русяева, кандидат технических наук, доцент

A.N. Tseplyaev, E.T. Rusyayeva

Волгоградский государственный аграрный университет Volgograd State Agrarian University

В данной статье обоснована необходимость применения разработанной секции сеялки, способной осуществлять посев замоченных и проращенных семян бахчевых культур сошником с пневматическим семяпроводом. Представлены результаты экспериментальных и полевых исследований, позволяющие обосновать конструктивные параметры уловителя, пневматического семяпровода и трубки для подачи воздуха, влияющие на качество посева, потери и всхожесть семенного материала в соответствии с агротехническими требованиями, а также на урожайность бахчевых культур. Лабораторные и полевые испытания сошника с пневматическим семяпроводом позволили выявить зависимость потерь (пропущенные семена и поврежденные проростки) семенного материала от длины семяпровода, места установки трубки для подачи воздуха и приведенного радиуса уловителя. Анализ проведенных исследований показывает, что значения потерь семенного материала при посеве, которые соответствуют агротехническим требованиям и составляют 2%, наблюдались при следующих показателях: приведенный радиус RпPиB=32...36 мм, расстояние от центра ложечки до задней стенки уловителя l0=90 мм с местом установки трубки LT=350 мм и длиной семяпровода LC=550 мм.

This article substantiates the necessity of using the developed seeder section capable of seeding the soaked and germinated seeds of melon crops with a coulter with a pneumatic vas deferens. The results of experimental and field studies are presented, which allow to substantiate the structural parameters of the trap, the pneumatic vas deferens and the air supply tube, which affect the quality of sowing, the loss and germination of the seed material in accordance with agro-technical requirements, and also the yield of bah crops. Laboratory and field tests of the opener with a pneumatic vas deferens revealed the dependence of losses (missed seeds and damaged seedlings) of the seed material on the length of the vas deferens, the location of the air supply tube and the reduced radius of the catcher. Analysis of the conducted studies shows that the values of losses of seed material during sowing, which correspond to agro-technical requirements and amount to 2%, were observed with the following parameters: reduced radius Rpr = 32 ... 36 mm, distance from the center of the spoon to the rear wall of the trap l0 = 90 mm with the installation site of the tube LT = 350 mm and the length of the conduit LC = 550 mm.

Ключевые слова: проращенные семена, уловитель, пневматический семяпровод, потери семенного материала, травмирование семян.

Key words: germinated seeds, catcher, pneumatic seed-water, loss of seed material, traumatization of seeds.

Введение. В хозяйствах по возделыванию бахчевых культур посев проращенных семян в основном осуществляется вручную, так как ни одна из сеялок зарубежного и отечественного производства не способна выполнять указанную операцию [1, 2, 5, 3].

Поэтому перед нами стояла задача разработки конструкции секции сеялки, осуществляющей посев замоченными и проращенными семенами, позволяющей повысить полевую всхожесть и снизить потери семенного материала и, как следствие, получить ранние урожаи бахчевых культур [4, 3, 10].

***** ИЗВЕСТИЯ *****

№ 2 (50), 2018

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА, НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Материалы и методы. В Волгоградском ГАУ разработана секция сеялки для посева замоченных и проращенных семян бахчевых, способная решить поставленную задачу (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема секции сеялки для посева замоченных и проращенных

семян бахчевых культур: 1 - сошник; 2 - уловитель; 3 - семяпровод; 4 - эжектор; 5 - нагнетательная трубка; 6 - рама; 7 - высевающий аппарат; 8 - прикатывающее колесо; 9 - уплотнитель; 10 - шар-

нирно-рычажная система

Сошник с пневматическим семяпроводом состоит из уловителя, предназначенного для захвата замоченных и проращенных семян и семяпровода, который в нижней и верхней части имеет расширительные камеры и состоит из эжектора и трубки для подачи воздуха под напором. Сопло эжектора подведено в семяпровод таким образом, чтобы не соприкасаться с движущимися по нему семенами, для устранения скопления семян и повреждения их проростков. При этом эжектор расположен в нижней части семяпровода для предотвращения разгона семян воздушным потоком и повреждения проростков при ударе о стенки бороздки [7].

Сошник с пневматическим семяпроводом работает следующим образом: сжатый воздух из компрессора трактора, баллонный ресивер и дозирующий кран подаётся в нагнетательную трубку эжектора. В верхней расширительной камере семяпровода, связанной с уловителем, образуется разряжение, а в нижней расширительной камере, соединенной с сошником, создается воздушный поток из сопла эжектора. Семя, подброшенное ложечкой высевающего аппарата в уловитель, под воздействием силы тяжести и воздуха перемещается в семяпроводе, подхватывается усиливающимся воздушным потоком и направляется через сошник в бороздку [7, 9].

Результаты и обсуждение. Одна из главных задач разработанного пневматического семяпровода - исключить возможность прилипания влажного семени к его стенкам и к внутренней поверхности уловителя, то есть исключить повреждение ростков и снизить потери проращенных семян.

Лабораторные испытания проводились на стенде, состоящем из высевающего аппарата, уловителя, семяпровода, эжектора, трубки для подачи воздуха, сошника и были направлены на изыскание оптимальных конструктивных параметров семяпровода и уловителя (рисунок 2) [8, 9].

На процесс захвата проращенных семян в семяпровод оказывают влияние не только длина семяпровода и место установки нагнетательной трубки, но и параметры уловителя.

Семяпровод и трубка для подачи воздуха выполнялись из прозрачной трубки ПВХ для наглядной демонстрации процесса перемещения проращенных семян.

Изучение переменной длины семяпровода основывалось на изменении расстояния между корпусом высевающего аппарата и сошником при переводе агрегата из рабочего положения в транспортное и наоборот, а также влиянии на потери проращенных семян (травмированные, незахваченные). Для этого применялись семяпроводы длиной 550, 650, 750 мм, имеющие различные места установки трубок для подачи воздуха -250, 350, 450 и 550 мм.

Рисунок 2 - Лабораторная установка для определения параметров семяпровода

и уловителя:

1 - высевающий аппарат; 2 - основание; 3 - уловитель; 4 - семяпровод; 5 - нагнетательная трубка; 6 - эжектор; 7 - сошник; места установки трубки для подачи воздуха от уловителя: а - 250 мм, б - 350 мм, в - 450 мм, г - 550 мм

Также исследование потерь проращенных семян изучалось по параметрам уловителя и по расстоянию от центра ложечки до задней стенки уловителя, которое равнялось 70, 90 и 110 мм.

Рисунок 3 - Общий вид уловителя 377

ИЗВЕСТИЯ'

№ 2 (50), 2018

При обосновании параметров уловителя использовался приведенный радиус [6]:

Кприв

£

ОТВ

п

м

с 2

где Ьотв - площадь сечения уловителя, м .

В результате экспериментальных исследований сошника с пневматическим семяпроводом были получены данные, позволяющие обосновать конструктивные параметры уловителя и семяпровода, снижающие потери семенного материала.

На рисунке 4 показана зависимость потерь проращенных и замоченных семян от различного расположения мест установок трубок для подачи воздуха, при изучении которой видно, что процент потерь семенного материала зависит как от места крепления нагнетательной трубки, так и от длины семяпровода.

Рисунок 4 - Зависимость потерь проращенных семян от места установки трубки

для подачи воздуха

Анализ графика показывает, что нижний подвод нагнетательной трубки с семяпроводом длиной 550 мм обеспечивает минимальные потери замоченных и проращенных семян.

Оптимальным расположением нагнетательной трубки с различными семяпроводами является 350 мм от верхнего края семяпровода, в результате которого отмечаются минимальные потери.

Наибольшие потери семян отмечались при применении семяпровода длиной 750 мм, так как в образовавшихся горизонтальных участках происходило забивание семенами и их прилипание к стенкам семяпровода, что отрицательно сказывалось на качестве и точности высева.

На рисунке 5 рассмотрена зависимость потерь проращенных семян от приведенного радиуса уловителя.

График показывает, что на потери семенного материала влияют не только расстояние от центра ложечки до задней стенки уловителя, но и приведенный радиус самого уловителя.

Минимальные потери замоченных и проращенных семян отмечались при приведенном радиусе 32...36 мм и расстоянии от центра ложечки до задней стенки уловителя, которое составляет 90 мм. Опираясь на данные полученного приведенного радиуса, подбираем прямоугольное сечение уловителя с размерами - 105 мм и 35 мм.

10

5? , 6

£1

5

у = 0,5714х2 - 3,5143x + 9,8

у = 0,5714х - 3,5143x + 6,8

R = 0,9694

расстояние от ложечки до задней стенки уловителя 110 мм

расстояние от ложечки до задней стенки уловителя 70 мм

расстояние от ложечки до задней стенки уловителя 90 мм

24 29 34 39 43 47

приведенны й радиус, мм

9

8

7

4

3

2

1

0

Рисунок 5 - Зависимость потерь проращенных семян от приведенного радиуса уловителя

Максимальные потери семян отмечались при расстоянии от центра ложечки до задней стенки уловителя, равном 110 мм. Здесь семена не захватывались вакуумом и разлетались, так как оказывались в зоне минимального разряжения. При расстоянии от центра ложечки до задней стенки уловителя, равном 70 мм, семена оказывались в близком расположении от внутренних стенок уловителя, поэтому во время выброса семени из ложечки ударялись о стенки и травмировали ростки. Все это отрицательно влияло на точность и качество высева, увеличивало потери семенного материала.

Заключение. Таким образом, изучение экспериментальных исследований позволило обосновать конструктивные параметры уловителя и пневматического семяпровода, позволяющие снизить потери семян и повреждения ростков, обеспечивая точный высев. Минимальные потери замоченных и проращенных семян отмечались при приведенном радиусе 32...36 мм и расстоянии от центра ложечки до задней стенки уловителя 90 мм с длиной семяпровода 550 мм.

Библиографический список

1. Абезин, В.Г. Ресурсосберегающая почвозащитная технология механизированного возделывания и уборки бахчевых культур [Текст] : уч. пособие / В.Г. Абезин / Калм. гос. ун-т. -Элиста, 1993. - С. 9-30.

2. Белик, В.Ф. Бахчевые культуры [Текст]/ В.Ф. Белик. - М.: Колос, 1975. - 270 с.

3. Комплексная механизация бахчеводства на основе инновационных технологий [Текст] / А.Н. Цепляев, М.Н. Шапров, В.Г. Абезин, В.А. Цепляев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2008. -№4 - С. 172-178.

4. Мартынов, И.С. Результаты исследований сеялки для разноглубинного посева семян бахчевых культур [Текст]/ И.С. Мартынов, М.Н. Шапров // Техника в сельском хозяйстве. -2009. - №3. - С. 37-38.

5. Полторынкин, С.С. Анализ существующих технологий и технических средств для посева семян [Текст]/ С.С. Полторынкин, А.Н. Цепляев // Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения экосистем. - Волгоград, 2012. - С. 263-266.

6. Румшанский, Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство [Текст]/ Л.З. Румшанский. - М., 1971. - 192 с.

7. Русяева, Е. Т. Совершенствование процесса посева проращенных семян бахчевых культур сошником с пневматическим семяпроводом [Текст]: дис. канд. техн. наук: 05.20.01 / Русяева Е.Т.- Волгоград, 2011. - 169 с.

8. Русяева, Е.Т. Изучение некоторых физико-механических свойств семян бахчевых культур [Текст] / Е.Т. Русяева // Актуальные направления научных исследований в АПК: от теории к практике. - Волгоград, 2017. - Часть 2. - С. 79-86.

9. Цепляев, А.Н. Оптимизация качественных показателей работы пневматического сошника для посева проращенных семян бахчевых культур [Текст]/ А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2015. -№2 (38). - С. 216-220.

10. Шапров, М.Н. Модернизация конструкции сошника для разноглубинной заделки семян пропашных культур [Текст]/ М.Н. Шапров, И.С. Мартынов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. -№1 (29). - С. 179-184.

Reference

1. Abezin, V. G. Resursosberegayuschaya pochvozaschitnaya tehnologiya mehanizirovannogo vozdelyvaniya i uborki bahchevyh kul'tur [Tekst] : uch. posobie / V. G. Abezin / Kalm. gos. un-t. -}lista, 1993. - S. 9-30.

2. Belik, V. F. Bahchevye kul'tury [Tekst]/ V. F. Belik. - M.: Kolos, 1975. - 270 s.

3. Kompleksnaya mehanizaciya bahchevodstva na osnove innovacionnyh tehnologij [Tekst]/ A. N. Ceplyaev, M. N. Shaprov, V. G. Abezin, V. A. Ceplyaev // Izvestiya Nizh-nevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe ob-razovanie. - 2008. - №4 - S. 172-178.

4. Martynov, I. S. Rezul'taty issledovanij seyalki dlya raznoglubinnogo poseva semyan bahchevyh kul'tur [Tekst]/ I. S. Martynov, M. N. Shaprov // Tehnika v sel'skom hozyajstve. - 2009. -№3. - S. 37-38.

5. Poltorynkin, S. S. Analiz suschestvuyuschih tehnologij i tehnicheskih sredstv dlya poseva semyan [Tekst]/ S. S. Poltorynkin, A. N. Ceplyaev // Agrarnaya nauka - osnova uspeshnogo razvitiya APK i sohraneniya ]kosistem. - Volgograd, 2012. - S. 263-266.

6. Rumshanskij, L. Z. Matematicheskaya obrabotka rezul'tatov ]ksperimenta. Spravochnoe rukovodstvo [Tekst]/ L. Z. Rumshanskij. - M., 1971. - 192 s.

7. Rusyaeva, E. T. Sovershenstvovanie processa poseva proraschennyh semyan bahchevyh kul'tur soshnikom s pnevmaticheskim semyaprovodom [Tekst]: dis. kand. tehn. nauk: 05.20.01 / Rusyaeva E. T. -- Volgograd, 2011. - 169 s.

8. Rusyaeva, E. T. Izuchenie nekotoryh fiziko-mehanicheskih svojstv semyan bahchevyh kul'tur [Tekst] / E. T. Rusyaeva // Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovanij v APK: ot teorii k praktike. - Volgograd, 2017. - Chast' 2. - S. 79-86.

9. Ceplyaev, A. N. Optimizaciya kachestvennyh pokazatelej raboty pnevmaticheskogo sosh-nika dlya poseva proraschennyh semyan bahchevyh kul'tur [Tekst]/ A. N. Ceplyaev, E. T. Rusyaeva // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obra-zovanie. - 2015. -№2 (38). - S. 216-220.

10. Shaprov, M. N. Modernizaciya konstrukcii soshnika dlya raznoglubinnoj zadelki semyan propashnyh kul'tur [Tekst]/ M. N. Shaprov, I. S. Martynov // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2013. -№1 (29). - S. 179-184.

E-mail: etrusyaeva@yandex.ru 380