Разработка высевающего аппарата для посева мелкосеменных культур с обоснованием его конструктивно-режимных параметров

• Автор: Назарова, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВА-

1.1 Агротехнические требования и технология посева мелкосеменных культур

1 -2 Анализ существующих конструкций высевающих аппаратов

1.3 Обоснование темы. Цель и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА

2.1 Исследование движения семян по поверхности винтовой линии

2.2 Обоснование основных конструктивно-режимных параметров высевающего аппарата

2.2.1 Движение материальной точки по поверхности вертикально расположенного спирального винта
2.2.2 Движение материальной точки по поверхности горизонтально расположенного спирального винта
2.2.3 Движение материальной точки по поверхности спирального винта в общем случае
2.2.4 Предельное значение коэффициента кинематического режима
2.3 Теория исследования работы спирально-винтового устройства с переменным шагом в цилиндрической системе координат
2.4 Выводы
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика проведения экспериментальных исследований
3.2.1 Методика и приборы для определения физико-механических свойств мелкосеменных культур
3.2.2 Приборы и установки для исследования конструктивнорежимных параметров спирально-винтового рабочего органа
3.2.3 Лабораторные исследования спирально-винтового высевающего устройства
3.2.4 Методика исследования конструктивно-режимных параметров экспериментальной установки
3.2.5 Методика определения оптимальных конструктивнорежимных параметров рабочего органа высевающего устройства
3.3 Методика обработки результатов экспериментальных исследований
3.4 Определение нормы высева семян мелкосеменных культур высевающим аппаратом со спирально-винтовым рабочим органом

3.5 Программа и методика полевых исследований
3.6 Выводы.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ВЫСЕВА СЕМЯН
4.1 Лабораторные исследования процесса высева семян спирально-винтовым высевающим аппаратом
4Л. 1 Результаты исследования высева семян проса, люцерны и козлятника восточного
4 -1.2 Результаты исследования высева семян просо спирально-
винтовым рабочим органом с переменным шагом
4Л .3 Результаты исследования высева семян проса под углом наклона спирально-винтового высевающего аппарата к горизон-

4.2 Исследования влияния конструктивно-режимных параметров
высевающего аппарата на технологический процесс высева
4.3 Оценка равномерности распределения семян в рядке
4.4 Производственные исследования высевающего аппарата со
спирально-винтовым рабочим органом
4.5 Выводы
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Расчёт балансовой стоимости экспериментальной сеялки
5.2 Прямые эксплуатационные затраты
5.3 Годовой экономический эффект от применения сеялки, оснащённой экспериментальным высевающим аппаратом
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших этапов возделывания мелкосеменных культур в технологиях производства продукции растениеводства является посев семян. Посев должен создать наиболее благоприятные условия для прорастания семян и дальнейшего развития растений, способствовать увеличению полевой всхожести и урожайности высеваемых культур.
Для этого необходимо обеспечить равномерность распределения семян в рядке, которая во многом определяется совершенством высевающих аппаратов, устойчивость подачи и постоянство необходимой нормы высева, а также исключить повреждения семя.
В настоящее время для посева мелкосеменных культур в основном используют зерновые сеялки, снабженные катушечными высевающими аппаратами. Они удовлетворительно выполняют посев зерновых и зернобобовых культур, но не позволяют произвести высев мелких семян (просо, козлятник восточный и др.) с нормой высева в зависимости от культуры от 2 кг/га. Конструктивным недостатком катушечного высевающего аппарата является порционное дозирование, а также травмирование семян. Все это ведёт к снижению полевой всхожести и урожайности.
При вынужденном использовании этих сеялок для посева мелкосеменных культур семена смешивают с различными наполнителями (удобрениями, опилками). Неравномерность общей массы семян, а также возможный контакт с химическими удобрениями негативно влияют на всхожесть семян и качество их распределения в почве.
В связи с вышеизложенным разработка высокоэффективных, простых по конструкции и надежных в эксплуатации высевающих аппаратов на базе спирально-винтовых рабочих органов является одной из главных задач механизации сельскохозяйственного производства.
Работа выполнена в соответствии с планом НИОКР ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени

силы тяжести и характеризует режим движения зерна по спирали:

ь>0/н—gcosa(/ + tga)-l

(2.8)

Далее из формулы (2.8) найдем среднюю угловую скорость зерна, при его продвижении по винтовой линии:

2 Г л
oütJrt-gzosa(f + tga)-l. (2.9)

Уравнение (2.9) позволяет определить среднюю угловую скорость зерна при его перемещении по винтовой линии. Эта скорость зависит от коэффициентов трения движения зерна по спирали и угла наклона винтовой линии спирали.
Следовательно, угловая скорость со представляет собой угловую скорость зерна при его относительном движении, которая отличается от угловой скорости самой винтовой линии [31].
При этом не учтено ускоренное движение зерна по винтовой линии. Однако, как показали исследования, расчет по формулам (2.5), (2.7) и (2.9) дает удовлетворительные для практики результаты. Для этого нужно задаться длиной винтовой линии и определить начальную скорость зерна.
Очевидно, что зерно фактически совершает равноускоренное движение.
Рассмотрим данную задачу с помощью теоремы об изменении главного момента количества движения в системе «винт-зерно» относительно оси Z (рисунок 2.1):
dt *t=i
где Ьг - главный момент количества движения в системе «винт-зерно» кг-м2/с2; тг (Т7/) - момент А:-ой внешней силы относительно оси 2, кг-м2/с2.
Кинетический момент вращающегося спирального винта:
Ь=1г0с = Мг2сос, (2.11)