Результаты лабораторных исследований высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 631.33.022.6

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА С ЦИЛИНДРАМИ НА УПРУГОДЕФОРМИРУЕМОМ КОЛЬЦЕ

В. Н. Кувайцев, канд. техн. наук; Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; А. В. Шуков, канд. техн. наук, доцент; В. В. Шумаев, канд. техн. наук, доцент; Т. А. Кирюхина, канд. техн. наук, доцент

ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, Россия, e-mail: shumaev. vasya@yandex.ru

Статья посвящена повышению качества посева семян лука (чернушки) при различных режимах работы нового ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упруго-деформируемом кольце и содержит результаты лабораторных исследований ячеисто-дискового высевающего аппарата по определению оптимальных геометрических и кинематических параметров, обеспечивающих наилучшую равномерность распределения семян лука в рядке. В рамках данного исследования проведен многофакторный эксперимент для обоснования оптимальных значений конструктивных и режимных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце; определён оптимальный тип цилиндра упругодеформируемого кольца, обеспечивающего наилучшую равномерность распределения семян лука в рядке. Новый ячеисто-дисковый высевающий аппарат исследовали на почвенном канале. В результате эксперимента была установлена зависимость равномерности распределения семян лука от окружной скорости высевающего диска, жесткости цилиндра и скорости ролика.

Ключевые слова: высевающий аппарат, сеялка, многофакторный эксперимент, распределение семян, упругодеформируемое кольцо, цилиндры.

Введение. 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 [1].

При проведении опытов были выбраны 2 типа цилиндров упругодеформируемого кольца: пустотелые и сплошные. 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 упру-годеформируемом кольце были проведены

экспериментальные исследования, в результате которых выявлены конструктивно-режимные параметры и установлены их значения [2].

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 прикладных программ «EXEL 7.0» и «STATI-STIKA VERSION 6.0» получили адекватную математическую модель второго порядка, описывающую зависимость

Y=f

123!> 5 6 789 Ю 11 12 13

Рис. 1. Схема почвенного канала с экспериментальной установкой: 1 - полистпаст; 2, 5 - редукторы; 3, 7 - цепные передачи; 4, 6 - электродвигатели; 8 - приводная тележка; 9 - навеска; 10 - посевная секция; 11 - липкая лента; 12 - гибкий трос; 13 - пульт управления; 14 - экспериментальный высевающий

аппарат; 15 - сошник

Уравнение регрессии в закодированном виде запишется как

.2.1. „2

У=48,9435+0,7964х1+1,4627х3-1,6944х12--1,1525х32+0,5338х1х3.

У=Ъ0 +Ъ1 х1 +Ъ2 х2 +Ъ3 х3 +Ъ1 х1 +Ь2 х2

I Ъ з +Ъ 2 х2 I Ъ1 з х1 I Ъ2 з х2 . После канонического преобразования и определения вида поверхности отклика проводили ее анализ с помощью двухмерных сечений поверхности отклика [3, 4]. 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: У=48,9435+0,7964х1-50,5789х2+1,4627х3- -1,6944х12-17,0268х22-1,1525х32+ + 0,0125х1х2+0,5338х1х3+0,0475х2х3. (2) Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее показатель равномерности распределения семян в зависимости от окружной скорости высевающего диска (Х1) и жёсткости цилиндров упру-годеформируемого кольца (Х3), описывается уравнением, которое определяется из уравнения (2) при Х2=0:

Рис. 2. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян от окружной скорости высевающего диска Vд и жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца, с

Результаты расчета представлены на рис. 3.

Из рисунка 2 видно, что равномерность распределения семян составляет 84 % при установленных оптимальных значениях окружной скорости высевающего диска

Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 79

Vd в пределах 0,25...0,28 м/с и жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца с -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 (4), которое определяется из выражения (2) при Х1=0:

Y=48,9435-50,5 789x2+1,4627x3--17,0268x22-1,1525x320,0475x2x3.

Рис. 3. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян от жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца с и скорости ролика Vр

Анализируя рисунок 3, видим, что равномерность распределения семян составляет 84 % при установленных оптимальных значениях жесткости цилиндров упругодеформируемого кольца с в пределах 1,3...1,7,Я / м и скорости ролика Vp - 2...4,5м/c .

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) подставим значение Х3=0, получим уравнение (5):

Y=48,9435+0,7964x1-50,5789x2-1,6944x12--17,0268x22+0,0125x1x2.

Анализируя рисунок 4, видим, что равномерность распределения семян состав-

ляет 84 % при установленных оптимальных значениях окружной скорости высевающего диска Vc в пределах 0,25...0,33 м/с и скорости ролика Vр -3,1...4,1м/с .

При использовании уравнения (2) в инженерных расчетах удобнее представить его в раскодированном виде [6].

/

с А

V 34

И-

во-

-79

ч

s

0,2 ИЗ 0J

Окружная скорость высевающего диска (Vc) м/с

Рис. 4. Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость равномерности распределения семян от окружной скорости высевающего диска Vô и скорости ролика Vß

Переход от кодированных (х1, х2, х3) значений к натуральным (a,ß,k ) значениям факторов осуществляли в соответствии с условиями эксперимента по формуле (1).

Выводы.

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, полученного при реализации трех-факторного эксперимента униформротата-бельного плана, определены интервалы оптимальных значений конструктивных и режимных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с упругодеформи-руемым 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 %.

Литература

1. Ларюшин, Н. П. Комплекс машин для производства лука (теория конструкция, расчёт): учебное пособие с грифом МСХ РФ по инженерным специальностям / Н. П. Ларюшин. - Пенза: РИО ПГСХА, 2001. - 267 с.

2. Крючин, Н. П. Особенности конструкций и основные направления совершенствования посевных машин / Н. П. Крючин. - Самара, 2002. - 295 с.

3. Крючин, Н. П. Посевные машины. Особенности конструкций и тенденции развития: учебное пособие / Н. П. Крючин. - Самара, 2003. - 116 с.

4. Фролов, Д. И. Определение оптимальных параметров ботвоудаляющей машины на посевах лука / Д. И. Фролов, А. А. Курочкин, Г. В. Шабурова // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 1 (29). - С. 120-126.

5. Посевные машины. Теория, конструкция, расчёт / Н. П. Ларюшин, А. В. Мачнев, В. В. Шумаев и др. - М.: Росинформагротех, 2010. - 292 с.

6. ОСТ 10 5.1-2000. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей. Введ. 15.06.2000.- М.: Росинформагротех, 2000. - 72 с.

7. Халафян, А. А. БТАТ1БТ1С А 6. Статистический анализ данных: учебник / А. А. Халафян. -3-е изд. - М: ООО «Бином-Пресс», 2007. - 512 с.

8. ГОСТ Р 52778-2007. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки. - М.: Изд-во стандартов, 2007. - 28 с.

9. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

10. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследованиях технологических процессов / А. А. Спиридонов. - М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

11. Прокопенко, В. А. Эффективность отечественных и зарубежных технологий / В. А. Прокопенко // Техника и оборудование для села. - 2001. - № 8. - С. 17-21.

12. Радченко, Г. Е. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий протекания процесса / Г. Е. Радченко. - Горки: Белорусская СХА, 1978. - 69 с.

13. Кузнецов, Б. Ф. Основные направления развития конструкций посевных машин / Б. Ф. Кузнецов // Тракторы и автомобили. - 1980. - № 9. - С. 13-14.

14. Муртазин, Г. Р. Оптимизация основных параметров диска сошника сеялки для прямого посева / Г. Р. Муртазин, Х. С. Фасхутдинов, Р. А. Бадертдинов // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2009. - Т. 4, № 1(11). - С. 163-167.

15. Овчинников, В. А. Влияние угла установки отражателя семян на степень заполнения ячеек дискового высевающего аппарата / В. А. Овчинников // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - № 4 (28). - С. 166-169.

16. Ларюшин, Н. П. Машины для ориентированной посадки сельскохозяйственных культур / Н. П. Ларюшин, О. Н. Кухарев // Нива Поволжья. - 2006. - № 1. - С. 29-34.

17. Ларюшин, Н. П. Сеялка для посева воздушных луковичек чеснока / Н. П. Ларюшин, А. В. Поликанов, М. В. Есин, В. П. Никульшин // Нива Поволжья. - 2008. - № 2. - С. 51-54.

UDK 631.33.022.6

RESULTS OF LABORATORY TESTS OF SOWING DEVICE WITH THE CYLINDERS ON THE ELASTIC-DEFORMED RING

V.N. Kuvaitsev, candidate of technical sciences; N.P. Laryushin, doctor of technical sciences, professor;

A.V. Shukov, candidate of technical sciences, assistant professor; V.V. Shumayev, candidate of technical sciences, assistant professor; T.A. Kirukhina, candidate of technical sciences, assistant professor

FSBEE HE Penza SAA, Russia, e-mail: shumaev. vasya@yandex.ru

The article deals with raising quality of blackseed onion planting under different regimes of operating the new vesicular-disk sowing unit with the cylinders on the elastic-deformed ring and contains the results of laboratory tests of the device on determining optimal geometrical and kinematic parameters which provide the best uniformity of onion seeds distribution in the row. In this study a multi-factorial experiment to substantiate the optimal values of the constructive and regime parameters of vesicular-disk sowing unit with cylinders on the elastic-deformed ring was conducted; the optimal type of cylinder of the elastic-deformed ring which provides the best uniformity of seed distribution in a row of onions was determined. The new vesicular-disk sowing unit was tested on the soil channel. As a result of the experiment the dependence of the uniformity of distribution of seeds of onion on the circumferential velocity of the sowing disk, the stiffness of the cylinder and the speed of the roller was stated.

Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 81

Key words: sowing device, planter, multi-factorial experiment, seed distribution, elastic-deformed ring, cylinders.

References:

1. Laryushin, N. P. Complex of machines for onion production (theory, design, calculation): textbook with a signature stamp of the Ministry of agriculture of the Russian Federation on engineering / N. P. Laryushin. - Penza: EPD PSAA, 2001. - 267 p.

2. Kryuchin, N. P. Design features and the basic directions of improving sowing machines / N. P. Kryuchin. - Samara, 2002. - 295 p.

3. Kryuchin, N. P. Sowing machine. Design features and trends of development: the manual / N. P. Kryuchin. - Samara, 2003. - 116 p.

4. Frolov, D. I. Determining the optimal parameters of haulm remover on onion crop / D. I. Frolov, A. A. Kurochkin, G. V. Shaburova // Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy. - 2015. - № 1 (29). - P. 120-126.

5. Sowing machines. Theory, design, calculation / N. P. Laryushin, A. V. Machnev, V. V. Shumayev et.al. - M.: Rosinformagrotech, 2010. - 292 p.

6. OST 10 5.1-2000. Testing agricultural machinery. Sowing machines. Methods of estimation of the functional parameters. Introduction. 15.06.2000.- M: Rosinformagrotech, 2000. - 72 p.

7. Khalafyan, A. A.STATISTIC. Statistical analysis: textbook / A. A. Khalafyan. - 3rd ed. -Moscow: OOO "Binom-Press", 2007. - 512 p.

8. GOST R 52778-2007. Testing of agricultural machinery. Methods of operational-technological evaluation. - M.: Izdatelstvo standartov, 2007. - 28 p.

9. Dospekhov, B. A. Methods of field experiment (with bases of statistical processing of research results) / B. A. Dospekhov. - 5-e ed., rev. and added - M.: Agropromizdat, 1985. - 351 p.

10. Spiridonov, A. A. Planning an experiment in examining technological processes / A. A. Spiridonov. - M.: Mashinostroyeniye, 1981. - 184 p.

11. Prokopenko, V. A. The effectiveness of domestic and foreign technologies / V. A. Prokopenko // Machinery and equipment for the village. - 2001. - No. 8. - P. 17-21.

12. Radchenko, G. Ye. Planning an experiment in finding optimal process conditions / G. Ye. Radchenko. - Gorki: the Belarusian state agricultural academy, 1978. - 69 p.

13. Kuznetsov, B. F. The main directions of the development of sowing machines designs / B. F. Kuznetsov // Tractori I avtomobili. - 1980. - No. 9. - P. 13-14.

14. Murtazin, G. R. Optimization of the main parameters of disc opener of the planter for direct seeding / G. R. Murtazin, Kh. S. Fasfutdinov, R.A. Badretdinov // Vestnik of Kazan state agrarian university. - 2009. - Vol. 4, No. 1(11). - P. 163-167.

15. Ovchinnikov, V. A. Influence of the installation angle of the reflector of seeds on the degree of filling of the cells of a seed disk device / V. A. Ovchinnikov // Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy. - 2014. - № 4 (28). - P. 166-169.

16. Laryushin, N. P. Machines for oriented planting agricultural crops / N. P. Laryushin, O. N. Kukharev // Niva Povolzhya. - 2006. - No. 1. - P. 29-34.

17. Laryushin, N. P. Seeder for planting aerial bulbs of garlic / N. P. Laryushin, A. V. Polikanov, M. V. Yesin, V. P. Nikulshin // Niva Povolzhya. - 2008. - No. 2. - P. 51-54.

УДК 629.3.014

ВЛИЯНИЕ СМАЗКИ НА АМПЛИТУДУ ВИБРАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ ТРАКТОРОВ

А. В. Мачнев, доктор техн. наук, профессор; В. А. Комаров*, доктор техн. наук, профессор; В. А. Мачнев, доктор техн. наук, профессор; М. В. Рыблов, канд. техн. наук,

доцент; Р. Р. Кадеркаев*, аспирант

ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, Россия, т. (8412) 62-85-17, e-mail: mav700@mail.ru; *ФГБОУ ВО «Мордовский ГУ им. Н. П. Огарева», Россия, т. (8342) 25-44-50, e-mail: komarov.v.a2010@mail.ru

Зубчатая передача при своей работе возбуждает упругие колебания различных частот всех точек механизма частотой от нуля до бесконечности.

Вибрационный канал включает в себя ряд деталей - зубчатые колеса, элементы подшипника, корпус коробки, элементы установки датчика, которые имеют постоянную массу. Коэффициент жесткости колебательной системы и амплитуда колебаний зависят от технического состояния передачи.