Исследование взаимодействия комбинированного сошника с почвой

05.20.00 ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

05.20.01

УДК 631.33.024.2: 631.33.024.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМБИНИРОВАННОГО СОШНИКА С ПОЧВОЙ

© 2017

Аванькина Анна Сергеевна, аспирант кафедры «Технологические и транспортные машины и комплексы» Голубев Вячеслав Викторович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технологические и транспортные машины и комплексы» Фирсов Антон Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологические и транспортные машины и комплексы» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Тверская государственная сельскохозяйственная академия, Тверь

Аннотация

Введение. Программой проведения исследований предусмотрено выполнение теоретических исследований сошника. Анализ информации проведён по материалам отечественных и зарубежных исследований рабочих органов сеялок. Особенно отзывчив на качество посева лён. Поэтому исследование комбинированного сошника при посеве льна является актуальной темой.

Материалы и методы. Поскольку целью исследования являлось исследование взаимодействия сошника с почвой, основным методом являлось проведение теоретических исследований. Системный анализ и теоретические исследования позволили систематизировать конструкции сошников. Теоретическими и лабораторными исследованиями установлена определённая сложность качественной деформации почвы существующими сошниками. Для оптимизации параметров и режимов работы сошника использованы основные законы механики почвы. На основании патентных исследований обоснована рабочая форма и принцип работы комбинированного сошника. Предварительные лабораторные исследования позволили оптимизировать форму рабочей поверхности сошника.

Результаты. В результате исследований обоснована модель работы комбинированного сошника. Основным откликом исследований является энергетическая составляющая работы сошника. Представленная математическая модель позволяет исследовать различные формы и конструкции сошников. Составленная математическая модель учитывает свойства почвы при работе сошника. Определены основные составляющие уравнения движения сошника. Расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышает 5 %. Дальнейшее применение математической модели позволит реализовать сложную модель взаимодействия сошника с почвой и высеваемым материалом.

Обсуждение. Ранее выполненные работы обоснования параметров сошника не учитывали исходные свойства почвы. Составленная математическая модель взаимодействия сошника с почвой позволяет учитывать и свойства высеваемого материала. Математическая модель взаимодействия сошника с почвой позволит оптимизировать энергетические характеристики процесса посева. Реализация предложенной математической модели взаимодействия сошника с почвой достоверна и не превышает 5 %. Дальнейшее исследование в лабораторных и полевых условиях позволит повысить урожайность льна и снизить энергетические показатели на посев.

Заключение. Дальнейшим этапом теоретических исследований является определение динамической модели взаимодействия комбинированного сошника с почвой, минеральными удобрениями и семенами льна -долгунца. На основании предложенной математической модели следующим этапом исследования является изготовление конструкции комбинированного сошника для посева льна. Проверка гипотезы будет проведена в лабораторных условиях с разработанной методикой агротехнического эксперимента и дальнейшей реализацией на опытном поле.

Ключевые слова: изготовление конструкции, комбинированный сошник, лён, математическая модель, оптимизация параметров, параметры конструкции, патентные исследования, предварительные опыты, программа исследований, почва, сеялка, теоретические исследования, технологический процесс, требования к посеву.

Для цитирования: Аванькина А. С., Голубев В. В., Фирсов А. С. Исследование взаимодействия комбинированного сошника с почвой // Вестник НГИЭИ. 2017. № 3 (70). С. 15-22.

STUDY OF THE INTERACTION OF COMBINED OPENERS WITH SOIL

© 2017

Avankina Anna Sergeevna, the postgraduate student of the chair «Transport and technological machines and complexes» Golubev Vyacheslav Viktorovich, the candidate of technical sciences, the professor, the head of the chair «Transport and technological machines and complexes» Firsov Anton Sergeevich, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Transport and technological machines and complexes» Federal state budgetary educational institution of the higher professional education Tver state agricultural academy, Tver

Annotation

Introduction. The program of carrying out probes provided performance of theoretical probes of a dual-level opener. The analysis of information is carried out on materials of domestic and foreign probes of working bodies of seeders. He is especially sympathetic on quality of crops flax. Therefore probe of the dual-level opener at crops of flax is a hot topic.

Materials and methods. As a research objective was probe of interaction of a dual-level opener with the soil, the main method was carrying out theoretical probes. The system analysis and theoretical probes allowed systematizing designs of dual-level opener. Theoretical and laboratory probes established a certain complexity of high-quality deformation of the soil by the existing dual-level openers. For optimization of parameters and modes of behavior of a dual-level opener fundamental laws of mechanics of the soil are used. On the basis of patent probes the working form and the principle of work of the dual-level opener is proved. Preliminary laboratory probes allowed to optimize a form of a work face of a dual-level opener.

Results. As a result of probes the model of work of the dual-level opener is proved. The main response of probes is the power component of work of a dual-level opener. The presented mathematical model allows investigating various forms and designs of dual-level opener. The made mathematical model considers properties of the soil during the work of a dual-level opener. Are defined the main working-out equations of the movement of a dual-level opener. The toe-out of theoretical and experimental data doesn't exceed 5 %. Further application of mathematical model will allow realizing difficult model of interaction of a dual-level opener with the soil and the sowed material.

Discussion. Earlier performed works of justification of parameters of a dual-level opener didn't consider initial properties of the soil. The made mathematical model of interaction of a dual-level opener with the soil allows considering also properties of the sowed material. The mathematical model of interaction of a dual-level opener with the soil will allow optimizing power characteristics of process of crops. Realization of the offered mathematical model of interaction of a dual-level opener with the soil is reliable and doesn't exceed 5 %. Further probe in laboratory and field conditions will allow increasing productivity of flax and to lower power indicators on crops.

Conclusion. A further stage of theoretical probes is definition of dynamic model of interaction of the combined dual - level opener with the soil, mineral fertilizers and seeds of flax. On the basis of the offered mathematical model the following investigation phase is production of a design of the combined dual-level opener for flax crops. An inspection of a hypothesis will be carried out in laboratory conditions with the developed technique of an agro technical experiment and further realization on the skilled field.

Keywords: design fabrication, combined openers, flax, mathematical model, optimize parameters, design parameters, patent research, prior experiences, research, soil, planter, theoretical research, technological process, the requirements for seeding.

Введение

В комплексе мероприятий по возделыванию зерновых сельскохозяйственных культур одной из основных технологических операций является посев. В сеялках наиболее ответственной подсистемой является сошниковая группа, предназначенная для формирования бороздки, укладки семян на дно борозды и качественной заделки семенного материала. Поэтому целью работы является обоснование типа сошника для технологической операции прямого посева мелкосеменных культур.

В соответствии с поставленной целью исследования взаимодействия сошниковой группы с почвой, сформулированы задачи, одной из которых является систематизация известных конструкций сошников. На основании предварительного анализа научно-технической и патентно-лицензионной литературы и рекогносцировочных экспериментов в лабо-раторно-полевых условиях, установлены основные функциональные особенности сошниковых групп.

В соответствии с назначением сошника, являющегося наиболее ответственным элементом се-

ялки, он формирует качественную почвенную бороздку заданной формы и размеров. В последующем в почвенную бороздку высеваются семена и удобрения. Для заделки распределённого семенного материала также могут использоваться элементы сошников. Важнейшие функции сошников заложены в их способности: создавать благоприятную микросреду для семян и всходов, не повышать уплотнение и размазывание стенок борозды и семенного ложа, не допускать забивания растительными остатками, одновременно качественно заделывать семена и удобрения, разделяя их почвенной прослойкой. Немаловажной функцией сошниковых групп является фиксация семенного материала на установленной глубине семенного ложа и точное копирование поверхности.

На основании патентного поиска ретроспективой 25 лет, установлены две основные группы сошников - элементы вращения и поступательно движущиеся элементы. Анализ конструкций ротационных сошников [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9] показывает, что для предохранения от камней, глыб, препятствий используется упрочнение рабочей поверхности методом наплавки. Однако недостатком предложенных конструкций ротационных сошников является сложность и наличие значительного количества резьбовых соединений, что приводит к снижению надежности, повышению трудоемкости сборки и обслуживания технической системы.

Конструкция дисковых сошников [1; 2; 5; 7], также отнесённых к ротационным, представляет рабочую поверхность в виде тонкостенных дисков, что снижает их надежность и долговечность. Отмечается, что преимуществами данных сошников является возможность качественного формирования бороздки даже на задерненных дерново -подзолистых почвах.

Большое разнообразие конструкций ротационных сошниковых групп сеялок предполагает различие их по размерам и техническим характеристикам.

Материалы и методы

По результатам теоретических исследований также можно выделить преимущества сошников с острым углом вхождения в почву. Применение данной конструкции способствует устойчивости хода по глубине.

При анализе конструктивных особенностей разновидностей анкерных сошников отмечается, что сошник с тупым углом входа в почву при встрече с препятствием начинает выглубляться до полного выхода из почвы. Причём анкерные сошники в основном применяются на увлажненных почвах и без сорняков, что способствует наилучшей подаче влаги к семенам по причине достаточного уплотнения сформированной бороздки.

В качестве вывода следует отметить следующее. На основании данных проведённого анализа установлено, что наиболее распространёнными сошниковыми группами для прямого посева являются дисковые сошники. Практикой установлено, что порядка 85 % всех посевных агрегатов по стране также имеют дисковые рабочие органы. Следовательно, рабочей поверхностью предлагаемой конструкции сошниковой секции должна являться изогнутая линия с соответствующим углом заточки, независимо от способа перемещения - поступательное или вращательное.

Для более глубокого анализа конструкций сошниковых групп на основании системного подхода выбраны основные направления их развития, одним из которых является разработка комбинированной конструкции сошника для прямого посева мелкосеменных культур. По материалам выполненного анализа научно-технической и патентно-лицензионной литературы для разработки конструктивных решений комбинированного сошника для прямого высева составлена классификация, анализ которой позволил установить перспективные конструкции рабочего органа [10; 11].

При возделывании льна-долгунца особое место в технологическом процессе занимает посев семян. В настоящее время всё большее значение уделяют совмещению посева с внесением минеральных удобрений [12; 13]. Для разработки комбинированного сошника, позволяющего выполнять с учётом агротребований [14; 15], технологический процесс посева с внесением минеральных удобрений, в ФГБНУ «ВНИИМЛ» проведены теоретические исследования. Разрабатываемый комбинированный сошник будет работать на блочно-модульном комбинированном адаптере для предпосевной обработки почвы [16; 17], преобразованном в посевной агрегат.

Посевной агрегат представляет собой сложную динамическую систему, которая в расчётной модели должна рассматриваться как многомассивная система [6; 17; 18]. К основной части сеялки, связанной с трактором, можно отнести раму с семенным и туковым ящиком, движителями, подвеской и другими механизмами, а к дополнительной -сошниковую группу. Поэтому в общем случае обобщённых координат посевного агрегата будет весьма значительной.

Результаты

При теоретическом анализе линейных моделей сельскохозяйственных агрегатов в работах [7; 8] показано, что при некоторых допущениях движение сельскохозяйственного блочно-модульного адаптера можно представить состоящим из двух несвязных движений - продольного и бокового, причём

продольное движение определяется поведением агрегата в продольно-вертикальной плоскости, а боковое - в горизонтальной проекции. Таким образом, сложное движение адаптера может быть заменено двумя плоскими движениями с соответствующими обобщёнными координатами.

В ряде случаев при рассмотрении продольного движения посевного агрегата для упрощения задачи ограничиваются учётом лишь четырёх обобщённых координат, определяющих следующие виды движения: линейные вертикальные колебания и продольно-угловые колебания «р (ф> энергетического средства, продольно-угловые колебания «рп (ф> основной части сеялки относительно энергетического средства и продольно-угловые колебания «рс (ф> сошниковой группы относительно

рамы сеялки.

В связи с тем, что в работе рассматривается исследование и анализа работы ротационного сош-

I У

При составлении расчётной схемы приняты следующие допущения:

1. Отклонение поводка комбинированного ротационного сошника от установившегося положения остаётся достаточно малым, поэтому можно считать

Ф1 = ф01 + Аф! ,

где ф01 - угол наклона сошника в установившемся режиме; Аф1 - малое приращение переменной ф1, причем 8тАф1 = Аф1, а ео8Аф1 =1.

2. При нарушении установившегося режима на заданной глубине сошник и каток после переходного процесса занимают установившееся поло-

ника, для упрощения задачи ограничиваемся учётом лишь двух обобщённых координат, определяющих следующие виды движения: продольно-угловые колебания « р (ф> поводка с катком относительно рамы сеялки и продольно-угловые колебания « р2 (ф> собственно сошника относительно поводка, полагая, что энергетическое средство с рамой адаптера является абсолютно жёстким телом.

Такое ограничение может быть оправдано тем, что для установившегося движения агрегата существенными воздействиями являются изменения профиля поля и сопротивление почвы, определяющие вынужденные колебания энергетического средства.

Собственные же колебания энергетического средства, обусловленные жёсткостью пневматики, с течением времени затухают.

Для рассмотрения модели взаимодействия сошника с почвой предложена схема (рисунок 1).

X7

жение, то есть новое установившееся положение существует.

3. Адаптер перемещается равномерно, т. е. V = const.

4. Полагая, что система голономная, т. е. все связи зависят от времени и среди них нет неинтег-рируемых дифференциальных связей.

5. Сошник представляет собой ротационный диск, центр масс которого совпадает с центром оси вращения.

6. Предполагаем, что ротационный сошник вращается без люфта относительно оси OZ, проходящей через центр крепления его к общему брусу

рамы адаптера. Тогда можно считать, что оси 02 и 02' взаимно параллельны.

Для нахождения уравнения движения данной системы воспользуемся уравнениями Лагранжа второго рода [19].

дП

^ _дТ _ ЗГ ___

^ дщ дщ дщ

Л

+Qщ

+Qщ

дщ дщ дщ где Т - кинетическая энергия; П - потенциальная энергия; ^, ^ - обобщённые силы, соответствующие неконсервативным силам; щ - угол наклона поводка сошника к поводку катка в установившемся режиме - характеризует положение поводка сошника относительно поводка катка.

Для получения дифференциальных уравнений движения ротационного сошника необходимо вычислить функции «Т», «П», «О» относительно обобщённых координат « щ » и « щ ».

Ротационный сошник блочно-модульного адаптера можно представить в виде механической системы, состоящей из нескольких твёрдых тел. В этом случае кинетическая энергия сошника определяется как сумма кинетических энергий отдельных тел - 1, 2, 3, 4:

Т = Т + Т2 + Тз + Т4,

где Т1, Т2, Т3, Т4 - кинетические энергии соответственно: поводка катка, собственно катка, поводка сошника и частей сошника, разбитого на тела простой формы.

Кинетическая энергия поводка катка (тонкий однородный стержень), совершающего поступательное движение со скоростью «V» и вращающегося вокруг оси «02» (рисунок 2), определяется из выражения

Т = ЩК- + Т Ъ- ,

1 1 2 1 2

где т = °1_ - масса поводка катка; О! - сила тяже-

1 8

сти поводка катка; g - ускорение свободного падения; VI - линейная скорость центра тяжести поводка, равная скорости движения «V» сеялки; I - момент инерции поводка катка, совершающего вращательное движение относительно оси «02»; щ - угловая скорость поводка катка.

Предполагаем, что поводок катка представляет собой стержень длиной «/П» и массой «тП», тогда согласно определению момента инерции сплошного тела относительно оси «02» запишем

Т = т Гх2йх = т А- =

1 11 I 1 3 38

где 11 - длина поводка.

У

1

О

а=-^у/л-ср

Рисунок 2 - Расчётная схема поводка комбинированного ротационного сошника

Подставляя выражение (6) в выражение (5), получим выражение для кинетической энергии «Т1» поводка катка

Т =0^+О • А2 щ

28 8 •3 • -Кинетическая энергия катка, совершающего поступательное движение со скоростью V2 = V в направлении движения сеялки и вращающегося вокруг оси «02» и «02», определяются как

V г «К г Т =т--+ Т„/„/ к + Л,

• 2

^2

2 202 2 2 где т2 - масса катка, рассматриваемого как сплошной однородный диск, определяемая по выражению

т = °2.; О2 - сила тяжести катка; Т , , - момент

8

инерции катка относительно оси «О 2 », проходящей через цент масс перпендикулярно плоскости катка; гк - радиус катка, юк - угловая скорость катка, полагая, что каток катится без скольжения, можем

записать

V

Момент инерции катка относительно оси «О2», проходящей перпендикулярно плоскости катка через центр вращения, равен

2 п 2

Т ,, =т/-^ = .

202 2 2 28

Момент инерции катка относительно оси «02» крепления комбинированного сошника к брусу адаптера можно определить, воспользовавшись теоремой Гюйгенса - Штейнера

т = т + т • 12 = °2

т 202 т 202' + т2 ¡2

8

2

+12

где 12 - расстояние между осями «02» и «0 2 ».

Подставляя выражение (9) и (10) в уравнение (8), получим выражение для кинетической энергии катка:

О • К О • -2 V2 о,

28

о • к о, : —--1--2

28

^ + ¡1 2 2

+

8

^ + ¡1 22

2

2

« = —

-

к

2

-

к

2

2

-

к

8

8

Кинетическая энергия «Т3>> поводка сошника определяется аналогично кинетической энергии «Т1 > поводка катка и равна

Т - g-v\ G3 • i¡ T

2Я

где 03 - сила тяжести поводка сошника; 13 - длина

поводка сошника; р2 - угловая скорость поводка сошника.

Сошник, представляющий сложное тело, подразумевает вычисление момента инерции относительно оси «0^/>> крепления его к поводку катка. Однако его определение весьма сложно, в связи с чем суммарная кинетическая энергия может быть определена как сумма энергий простых тел, на которые разбит сошник.

После деления условных элементов сошника на определённое количество участков (простых тел), запишем полученное уравнение:

т 4 = 1Т4.

1

Кинетическая энергия треугольных простых тел в общем виде определится выражением

Т - G •v + г T - G •v2 +

Т Л --+ J /1/Т7 --+

,

J' , , + G^(l\)2

4O Z сг g

• Т2_,

2

2я ™ 2 2я где i = 1, 2, 3 - порядковые номера простых элементов.

Кинетическая энергия элементов сошника 4, 5, 6 определится из уравнения:

Т -

1 4

G4 • V2 2 g

G4 (a, + b,2) + G[(/t 2

• T ,

2

g 3 я

где i = 4, 5, 6 - номера элементов; 04 - силы тяжести соответствующих элементов сошника, на которые он условно разделён; - момент инерции

/-го элемента сошника относительно оси «0Z», параллельного осям «0^г>>, проходящим через центр тяжести /-х элементов; Т , , - момент инерции /-го

элемента сошника относительно оси «0^г, проходящей через его центр тяжести; Г4 - расстояние от оси «0Z» до центра тяжести /-го элемента сошника; / - порядковый номер элемента.

Подставляя полученные уравнения в уравнение (4), можем записать определение общей кинетической энергии в виде

л л

Т - V2 X K + (Я, + н 2) T+Я + X н 4) T

где К/ - принятые обозначения, определяемые как

= ^.

Заключение

Дальнейшим этапом теоретических исследований является определение динамической модели

взаимодействия комбинированного сошника с почвой, минеральными удобрениями и семенами льна-долгунца.

Соответственно, следующим этапом исследования является разработка методики агротехнического эксперимента [20] и его реализация на опытном поле кафедры технологических и транспортных машин и комплексов ФГБОУ ВО «Тверская ГСХА».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шайдулин Х. Х., Измайлов А. Ю., Шай-хов М. К., Габдулин Г. Г., Шайдулин Р. Х., Шай-хов М. М., Каримуллин Ф. С., Шакиров Р. С. Дис-ково-анкерный сошник : пат. RU на изобретение № 2423815 [Электронный ресурс]. Опубл. 20.07.2011. Режим доступа http://www.freepatent.ru/ patents/2423815

2. Ибрагимов Р. Р., Масалимов И. Х., Ефимов А. В. Однодисковый сошник: пат. RUS на полезную модель № 110219 [Текст]; опубл. 20.11.2011 г. Бюл. № 32.

3. Габаев А. Х. Хамоков Х. А. Теоретическое исследование факторов, влияющих на устойчивость хода по глубине бороздообразующего устройства // Известия Оренбургского ГАУ. 2016. № 4 (60). С.95-97.

4. Габаев А. Х. Влияние свойств почвы на процесс образования бороздки для семян // Известия Кабардино-Балкарского ГАУ. 2013. № 2. С. 67-71.

5. Масалимов И. Х., Ибрагимов Р. Р. Исследование движения однодискового сошника // Известия Оренбургского ГАУ. 2012. № 1-1. Т. 33. С. 81-83.

6. Шевченко А. П., Бегунов М. А., Коваль В. С. и др. Факторы, влияющие на равномерность распределения семян льна-долгунца по глубине заделки при посеве двухстрочным килевидным сошником // Вестник Красноярского ГАУ. 2016. № 3. С. 39-44.

7. Артём А. Н. Горизонтальный дисковый сошник для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. № 1, 2003. С. 24-25.

8. Гассен Д., Гассен Ф. Прямой посев - дорога в будущее // Piasso Fundo (Бразилия) : Aldeia suto. 1996. 207 с.

9. Косолапов В. В., Косолапова Е. В. Сравнительный анализ сошниковых механизмов посевных агрегатов // Вестник НГИЭИ. 2011. № 1. Т. 2. С. 77-89.

10. Громов Р. В., Голубев В. В. Анализ конструкций сошников сеялок для прямого посева // Совмещенные посевы полевых культур в севообороте агроландшафта : Сб. науч. тр. Краснодар, Куб-ГАУ, 2016. С. 359-361.

11. Громов Р. В., Голубев В. В. Анализ конструкций сошниковых групп для сеялок прямого

+

,-1

,-1

посева мелкосеменных культур // Сборник статей XLIV научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Организационно-экономические и технологические проблемы модернизации агропромышленного комплекса». Тверь. ТГСХА. 2016. С.133-135.

12. Строна И. Г. Общее семеноведение полевых культур [Текст]. М. : Колос, 1966. 463 с.

13. Гриценко В. В., Калошина З. М. Семеноведение полевых культур [Текст]. М. : Колос, 1984. 272 с.

14. Артюшин А. А., Ковалёв М. М., Ущапов-ский И. В. Исходные требования на технологию возделывания льна-долгунца с учётом принципов точного земледелия [Текст]. Тверь, ФГБНУ ВНИИМЛ, 2011. 16 с.

15. Токарев П. В. Агрономические и технологические аспекты физико-механических свойств семян масличных культур (методы оценки связи с хозяйственно-полезными признаками) [Текст] // Дис. на соис. уч. ст. д.с.-х.н. Краснодар, 1989. 333 с.

16. Голубев В. В., Рула Д. М., Коробкин В. С. Блочно-модульный комбинированный адаптер БМКА-3,0 // Труды ГОСНИТИ. 2013. Т. III. № 1. С. 121-123.

17. Голубев В. В., Рула Д. М., Коробкин В. С. Исследование устойчивости ротационной бороны при возделывании льна-долгунца // Труды ГОСНИТИ. 2013. Т. III. № 1. С. 136-138.

18. Бузенков Г. М., Ма С.А. Машины для посева сельскохозяйственных культур [Текст]. М. : Машиностроение, 1976. 272 с.

19. Любушко Н. И. Направление усовершенствования параметров двухдисковых сошников зерновых сеялок // Тракторы и сельхозмашины, 1981, № 12. С. 10-12.

20. Гусева А. М. Агротехнический эксперимент на базе торфяных полых горшочков с перфорированными стенками при условии изменения количества связующей добавки // Вестник Тверского государственного технического университета. 2007. № 11. С. 33-36.

REFERENCES

1. SHajdulin H. H., Izmajlov A. YU., SHaj-hov M. K., Gabdulin G. G., SHajdulin R. H., SHaj-hov M. M., Karimullin F. S., SHakirov R. S. Diskovo-ankernyj soshnik (Disk-anchor opener): pat. RU na izo-bretenie Ко. 2423815 [EHlektronnyj resurs], Opubl. 20.07.2011. Rezhim dostupa http://www.freepatent.ru/ patents/2423815.

2. Ibragimov R. R., Masalimov I. H., Efi-mov A. V. Odnodiskovyj soshnik (The single disc coulter): pat. RUS na poleznuyu model' Ко. 110219; opubl. 20.11.2011 g. Byul. № 32.

3. Gabaev A. H., Hamokov H. A. Teoreticheskoe issledovanie faktorov, vliyayushchih na ustojchivost' ho-da po glubine borozdoobrazuyushchego ustrojstva (A theoretical study of factors influencing the stability of the course in depth boristheblade device), Izvestiya Oren-burgskogo GAU, 2016, No. 4 (60), pp. 95-97.

4. Gabaev A. H. Vliyanie svojstv pochvy na process obrazovaniya borozdki dlya semyan (The influence of soil properties on the formation of grooves for seeds), Izvestiya Kabardino-Balkarskogo GAU, 2013, No. 2, pp. 67-71.

5. Masalimov I. H. Ibragimov R. R. Issledovanie dvizheniya odnodiskovogo soshnika (The study of the movement of single-disk opener), Izvestiya Oren-burgskogo GAU, 2012, No. 1-1, T. 33, pp. 81-83.

6. SHevchenko A. P. Begunov M. A., Koval' V. S. i dr. Faktory, vliyayushchie na ravnomernost' rasprede-leniya semyan l'na-dolgunca po glubine zadelki pri po-seve dvuhstrochnym kilevidnym soshnikom (Factors influencing uniformity of distribution of seeds of flax on the depth at planting dual keeled Coulter), Vestnik Krasnoyarskogo GAU, 2016, No. 3, pp. 39-44.

7. Artyom A. N. Gorizontal'nyj diskovyj soshnik dlya podpo chvenno-razbrosnogo poseva zernovyh kul'tur (Horizontal disc opener for subsoil-broadcast sowing of grain crops), Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, No. 1, 2003, pp. 24-25.

8. Gassen D., Gassen F. Pryamojposev - doroga v budushchee (Direct seeding - the road ahead), Piasso Fundo (Braziliya): Aldeia sulyu, 1996, 207 p.

9. Kosolapov V. V., Kosolapova E. V. Sravni-tel'nyj analiz soshnikovyh mekhanizmov posevnyh agregatov (A comparative analysis of the mechanisms of the openers of seeders), Vestnik NGIEHI, 2011, No. 1, T. 2, pp. 77-89.

10. Gromov R. V., Golubev V. V. Analiz kon-strukcij soshnikov seyalok dlya pryamogo poseva (Analysis of the designs of furrow openers of the seeder for direct seeding), Sovmeshchennye posevy polevyh kul'tur v sevooborote agrolandshafta. Sb. nauch. tr. Krasnodar, KubGAU, 2016, pp. 359-361.

11. Gromov R. V., Golubev V. V. Analiz kon-strukcij soshnikovyh grupp dlya seyalok pryamogo poseva melkosemennyh kul'tur (Analysis of the designs of furrow openers of seeders for direct seeding small-seeded crops), Sbornik statej XLIV nauchno-prakticheskoj konferencii studentov i molodyh uchyonyh «Organizacionno-ehkonomicheskie i tekhnologicheskie problemy modernizacii agropromyshlennogo komp-leksa». Tver', TGSKHA, 2016, pp. 133-135.

12. Strona I. G. Obshchee semenovedenie polevyh kul'tur (Total seed field crops), M. : Kolos, 1966, 463 p.

13. Gricenko V. V., Kaloshina Z. M. Semeno-vedenie polevyh kul'tur (Seed of field crops), M. : Kolos, 1984.272 p.

14. Artyushin A. A., Kovalyov M. M., Ushcha-povskij I. V. Iskhodnye trebovaniya na tekhnologiyu vozdelyvaniya l'na-dolgunca s uchyotom principov tochnogo zemledeliya (Basic requirements of technology of cultivation of flax is based on the principles of precision farming) [Tekst], Tver', FGBNU VNIIML, 2011, 16 p.

15. Tokarev P. V. Agronomicheskie i tekhnolo-gicheskie aspekty fiziko-mekhanicheskih svojstv semyan mas-lichnyh kul'tur (metody ocenki svyazi s ho-zyajstvenno-poleznymi priznakami) (Agronomic and technological aspects of physical and mechanical properties of oilseeds), Dis. na sois. uch. st. d.s.-h.n, Krasnodar, 1989,333 p.

16. Golubev V. V., Rula D. M., Korobkin V. S. Blochno-modul'nyj kombinirovannyj adapter BMKA -3,0 (Modular combo adapter BMCA - 3,0), Trudy GOSNITI, 2013, T. III, No. 1, pp. 121-123.

17. Golubev V. V., Rula D. M., Korobkin V. S. Issledovanie ustojchivosti rotacionnoj borony pri voz-delyvanii l'na-dolgunca (The study of the stability of the

rotary harrow in the cultivation of flax), Trudy GOSNITI, 2013, T. III, No. 1, pp. 136-138.

18. Buzenkov G. M. Ma S. A. Mashiny dlya poseva sel'skohozyajstvennyh kul'tur (Machines for sowing of crops) [Tekst], M. : Mashinostroenie, 1976, 272 p.

19. Lyubushko N. I. Napravlenie usover-shenstvovaniya parametrov dvuhdiskovyh soshnikov zernovyh seyalok (The direction of improvement of parameters of the double disc opener grain drills), Trak-tory i sel'hozmashmy, 1981, No. 12, pp. 10-12.

20. Guseva A. M. Agrotekhnicheskij ehkspe-riment na baze torfyanyh polyh gorshochkov s perfori-rovannymi stenkami pri uslovii izmeneniya kolichestva svyazuyushchej dobavki (Agronomic experiment on the basis of hollow peat pots with perforated walls, provided that changes in the number of binder additives), Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2007, No. 11, pp. 33-36.

Дата поступления статьи в редакцию 16.12.2016, принята к публикации 10.02.2017.

05.20.01 УДК 631.363.7

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСЕЙ В СМЕСИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ВНЕСЕНИИ КОМПОНЕНТОВ

© 2017

Филинков Андрей Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологическое и энергетическое оборудование»

Солонщиков Павел Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологическое и энергетическое оборудование» Обласов Алексей Николаевич, аспирант кафедры «Технологическе и энергетическе оборудование» ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия», Киров

Аннотация

Введение. В статье рассматривается проблема повышения эффективности средств механизации для приготовления кормов в животноводстве. На современном этапе развития аграрного сектора, в условиях рыночной экономики это предполагает не рост дополнительных вложений на единицу площади и голову животного, а встает необходимость в разработке и создании новых прогрессивных технологий, обеспечивающих непрерывный процесс производства при минимальных затратах.

Материалы и методы. Приведен обзор оборудования для приготовления кормовых смесей для различных отраслей промышленности, а также представлена их классификация.

Результаты. По проведенному анализу конструкций смесителей и установок предложена опытная конструкция, позволяющая охватить весь спектр представленных устройств, но при этом дополнительно заменить вспомогательное оборудование, необходимое для стабильного протекания процесса. Конструкция установки совмещает функции насоса, смесителя и дозатора, что, в свою очередь, уменьшает энергозатраты.

Обсуждение. Предложена методика оценки качества смеси (степени однородности) при непрерывном внесении компонентов, а также представлена схема лабораторной установки. Экспериментальные исследования показали диапазон подачи установки при различных частотах вращения вала рабочего колеса. Исследования по смешиванию подтвердили эффективность конструкции установки и ее составляющих устройств: питающее устройство, насос и смеситель. С помощью методов планирования эксперимента выделены основные факторы, влияющие на процесс смешивания, и определены оптимальные параметры качества смеси.

Заключение. При работе установки как насоса, получили диапазон подач при открытой и закрытой загрузочной камере, а показатели качества смешивания при непрерывном внесении компонентов, и

22