плотность семян люцерны кг/м 3

ДК 631.331:621.951.31:633.31
На правах рукописи
САКТАГАНОВ БАХИТБЕК ЖАНАПИЕВИЧ
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ
ШНЕКОВОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ВЫСЕВА СЕМЯН ЛЮЦЕРНЫ
РЕФЕРАТ
магистерской диссертации на соискание академической степени магистра
технических наук
по специальности 6М080600- Аграрная техника и технологии
Республика Казахстан,
Кызылорда, 2013 г.
Работа выполнена на кафедре «Агроинженерия и эксплуатация
транспорта» Кызылординского государственного университета имени
Коркыт Ата
Научный руководитель:
доктор технических наук,
доцент С.З. Рахатов
Официальный оппонент:
доктор технических наук,
профессор П. Жунисбеков
Защита диссертации состоится « 8 » июня 2013 г.
Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата, институт
естествовознания и аграрных технологий, по адресу: г.Кызылорда,
ул.И.Жахаева, 67, 4 учебный корпус, аудитория №201.
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке
Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата
Общая характеристика работы
Актуальность темы.
Одним из наиболее сложных звеньев в
технологической цепи по возделыванию люцерны является посевная техника.
В настоящее время развитие посевных агрегатов целом не претерпела
серьезных изменений. Если основные типоразмеры посевных агрегатов за
последние годы мало изменились, то конструктивное их исполнение
вызывает большой интерес.
В этой связи дальнейшее совершенствование существующих посевных
машин, поиски принципиально новых конструкций их рабочих органов,
основанных на новых технологических принципах, оказываются весьма
актуальными.
Целью данной работы является изыскание, исследование и
обоснование параметров высевающего аппарата обеспечивающего более
качественный высев семян люцерны с минимально-необходимыми нормами.
Объектом исследования явился разработанный экспериментальный
высевающий аппарат для несыпучих семян трав, характерной особенностью
которого является наличие жестко закрепленного в желобе шнека
совершающего вращательные движения от ВОМ и технический процесс
высева семян люцерны.
Постановка
задачи.
Достижение
поставленной
цели
предусматривается решением следующих задач:
- определение физико-механических свойств сухих и увлажненных семян
люцерны;
- теоретически обосновать процесс разбрасывания семян и определить
параметры шнека;
-определение экономической эффективности шнекового рабочего органа;
Научная новизна работы. На основе изучения явления посева семян
люцерны был предложен высевающий аппарат, являющийся комбинацией
жестко закрепленного в желобе шнека, совершающего вращательные
движения от ВОМ.
- получены
зависимости, позволяющие определить основные
конструктивные показатели шнекового рабочего органа.
- предложены аналитические формулы для определения основных
параметров и режимов работы.
- установлены на основе зависимостей основные конструктивные параметры
шнекового рабочего органа для высева семян люцерны.
- определены составляющие затраты мощности на технологический процесс
высева семян люцерны.
- разработано техническое задание на испытание навесной сеялки для посева
семян люцерны со шнековым рабочим органом. Составлены карты по
определению характеристики условий работы, качества испытаний и
необходимые предметы и оборудования.
- установлены численные значения параметров и режимов работы винтового
механизма шнекового рабочего органа.
Практическая ценность. Использование сеялки со шнековым рабочим
органом для высева семян, параметры которых обоснованы настоящими
исследованиями, позволяет обеспечить необходимую равномерность рассева
и глубину заделки семян, сократить сроки посева, снизить норму высева и
затраты труда.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались
и обсуждались на международных IХ, международных научно-практических
конференциях (София, 2013), IХ международной научно-практической
конференциях (Прага, 2013), (Варшава 2013г) .
Публикация результатов исследования. Основные положения
диссертации опубликованы в 3 научных статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 88 страниц
машинописного текста, 9 таблиц, 29 рисунков и списка литературных
источников.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе ” Анализ исследований по разработке конструкций
зерновых сеялок и обоснованию их конструктивных параметров” изложен
краткий анализ существующих способов и средств механизации высева
семян и результатов научно-исследовательских работ в этой области. Анализ
работ, посвященных вопросам разработки и исследования посевных машин
показывает, что до настоящего времени не создан высевающий аппарат
способный качественно высевать несыпучие семена трав.
Исходя из вышеизложенного, в работе поставлены следующие задачи
исследования:
1) Разработать и обосновать конструктивную схему высевающего
аппарата для семян люцерны и теоретически определить основные его
параметры.
2) Проверить экспериментально работоспособность опытного
высевающего аппарата и выявить основные зависимости между
технологическими параметрами и качеством работы.
3) Дать сравнительную характеристику оценку опытного и
контрольного высевающих аппаратов.
4)
Рассчитать
экономическую
эффективность
исследуемого
высевающего аппарата.
Во второй главе ”Теоретические исследования по обоснованию
параметров шнекового рабочего органа для высева семян люцерны ”
приведены теоретические методы исследования работы посевных агрегатов,
обоснования параметров шнекового рабочего органа для высева семян
люцерны. Также представлены разработанные техническое задание к
разработке конструкции шнекового рабочего органа и методы обоснования
режимов работы рабочего органа. В конце исследований приведена методика
обработки шнекового рабочего органа полиамидом, позволяющее снижение
травмируемости семян люцерны.
Дальнейшие работы по созданию конструкции высевающего аппарата
велась в следующих направлениях:
1) Разработка конструкции горизонтального шнекового рабочего органа.
2) Изучение свойств материалов для обработки шнекового рабочего органа
полиамидом, либо другими химическими составами, чтобы уменьшить
травмирование семян люцерны с целью повышения всхожести, в конечном
счете урожайности.
3) Исследование процесса дозирования семян люцерны.
4) Исследование энергопривода навесной сеялки для посева семян.
5) Определение её оптимальных параметров и режимов работы.
Из рисунка 1 видно, что на трактор класса 1,4 навешивается навесная
сеялка состоящая из бункера 1, основания с дозатором 3, шнекового
рабочего органа 2, редуктора 4. Получив привод от ВОМ, дозатор
включается на работу. Семена самопроизвольно перемещаются в дозатор, а
оттуда в шнековый рабочий орган. На дне трубы ∅ 100мм расположены
отверстия, через которые семена укладываются в поле. Задача поставлена
таким образом, чтобы определить диаметр шнека, число отверстий, частоту
вращения и потребляемую мощность.
4
5
2
1
3
2
Рис 1 - Общая компоновка навесной сеялки со шнековым рабочим органом
для посева семян люцерны
Необходимая на технологический процесс мощность определяется по
формуле:
Nтех.п=Nвомн - Nмех- Nдоз ,
где
Nвомн- номинальная мощность на ВОМ, кВт;
(1)
Nмех- механические потери мощности, кВт;
Nдоз –мощность, затрачиваемая на работу дозатора, кВт;
Мощность , затрачиваемая на Nвом определяется по формуле:
Nвомн =
где
𝑞л ∗𝑣р ∗𝑏л ∗𝑃𝑦
(2)
3.6∗𝛾л
𝑞л - норма высева семян, кг/м2;
𝛾л - плотность семян люцерны кг/м3;
𝑃𝑦 - удельная мощность на процесс высева семян, кВт или кН/м2;
𝑏л - рабочая ширина захвата шнекового рабочего органа, м;
𝑣р - рабочая скорость движения посевного агрегата, км/ч.
Для этого в первую очередь определяется максимально допустимая
скорость, обусловленной пропускной способностью или в данном случае с
нормой высева семян люцерны:
𝑣рд ≤
360∗𝑞л
𝐵𝑃 ∗УЛ
,
(3)
𝐵𝑃 −ширина захвата сеялки, м;
УЛ − урожайность люцерны.
Далее определяется возможность работы агрегата при допустимой
скорости движения.
Для самоходного агрегата:
𝑁Ес =
𝑖
)∗𝑣рд
100
𝐺𝑀 (𝑓𝑀 +
3.6 𝜇𝑀𝑇 ∗ 𝜇б ∗𝜇рп
+
𝑁удТ +𝑁вомх +𝑁вомд
𝜇вом
(4)
NудТ , Nвомх , Nвомд −
соответственно
затраты
мощности
на
технологический процесс, на холостой ход и на привод дополнительных
агрегатов, кВт.
𝜇б = 1 −
𝜇
100
, 𝜇рп , 𝜇𝑀𝑇 - к.п.д ременных и механических передач и буксования
двигателей.
̅ уд (грузоподъемность) бункера
Номинальная масса семян люцерны Q
л
совместимостью. Критерием является минимум технологического простоя
под загрузкой семенами люцерны:
Ттехн.обс→min
(5)
Удельные энергоемкости рассчитываются по формулам:
Эпро.вом.н =
Эро.вом.н =
𝑁про.вом.н
𝑀𝑡𝐻 ∗ 𝑄удн
,
𝑁ро.вом.н
𝑀𝑡𝐻
,
(6)
(7)
где Эпро.вом.н , Эро.вом.н -удельные энергоемкости передающих (дозатор ) и
распределяющих (шнек) рабочих органов, кВт/(т∗ кг/с) и кВт/( кг/с).
Так как норма высева люцерны колеблется в пределах qл =8….12кг/га,
следует определить количество отверстий на дне трубчатого корпуса и
расстояние между ними.
Предложенные зависимости позволяют обосновать конструктивные
параметры навесной сеялки со шнековым рабочим органом ля посева
люцерны.
При
разработке
конструкции
новой
машины
или
при
совершенствовании её конструкции требуется государственный или
отраслевой стандарт, включающий в себя программу и методику испытания.
А программа и методика испытаний новых машин должны включать
определение показателей, предусмотренных техническим заданием,
стандартами общих технических требований, технических условий и
технической документацией.
Винтовой (шнековый) конвейер представляет собой транспортирующее
устройство непрерывного действия. Рабочим органом винтового конвейера
служит винт, вращающееся в закрытом неподвижном кожухе (желобе) с
полукруглым днищем (рисунок 2).
Семена люцерны, поступающие в машину через загрузочный бункер,
перемещаются вращающимся винтом по дну желоба к высеваюшим
отверстиям.
1
2
8
3
9
7
5
5
Рисунок 2 - Общая схема винтового шнекового рабочего органа к высеву
семян люцерны
Шнековый рабочий орган для высева семян люцерны состоит из муфт 2
и 4, редуктора 3, ВОМ 1, винта 5, кожуха (желоба) 6, подшипников 7,
загрузочного бункера 8, механизма навески 9.
Производительность винтового (шнекового) рабочего органа
рассчитывается по формуле:
π*D2
Q = 60 ∗
*t *n * ρ *c* ψ ,
(8)
4
где D-диаметр винта, м;
t - шаг винта, м;
n – частота вращения винта, об/мин;
ρ -плотность семян люцерны, т/м3;
с – поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона рабочего
органа β, при 𝛽= 00, то с=1;
ψ- коэффициент наполнения поперечного сечения винта, для
абразивных материалов; ψ=0,125
Из вышеприведенной формулы получим формулу для расчета диаметра
винта:
3
D= √
4∗𝑄
60∗𝜋∗𝑛∗𝜓∗𝜌∗𝑐
,
(9)
Полученное
значение диаметра округляется до ближайшего
стандартного размера.
Производительность нами определена на основе расхода семян на 1
га по формуле:
W = 0.1 ∗ Bр ∗ Vр ∗ qл ∗ τ ,
(10)
Определение мощности на винтового механизма
Потребная мощность на валу винтового механизма определяется по
формуле:
N=
Q
367
∗ Lг ∗ Wo + 0.02 ∗ k ∗ qk ∗ Lг ∗ v ∗ ωв ,
(11)
где Lг - горизонтальная проекция длины шнека, Lг = Bр = 3,6 м;
Wo -опытный коэффициент сопротивления при движении семян по
желобу, Wo =4
k-коэффициент, учитывающий характер перемещения винта, k = 0,2;
qk - погонная масса вращающихся частей конвейера, кг/м;
v - осевая скорость движения семян, м/с;
ωв - коэффициент сопротивления движению вращающихся частей
шнека при подшипниках качения, ωв = 0,08
Осевая скорость движения семян люцерны:
v=
t∗n
,
60
(12)
где t - шаг винта, м;
n- частота вращения винта, об /мин.
Номинальная
частота
вращения
винта
при
заданной
производительности и выбранной диаметре определяется по формуле:
𝑛ном =
4∗𝑄
60∗𝜋∗𝐷2 ∗𝑡∗ψ∗ρ∗c
,
(13)
При этом должны соблюдаться условие 𝑛𝑚𝑎𝑥 > 𝑛ном .
Если условие не соблюдается, то диаметр и производительность должны
пересматриваться.
Далее рассматриваются методы определения силовых параметров на вал у
винта шнекового рабочего органа:
𝑀кр =
60∗1000∗𝑁тех.лр ∗𝜇
2∗𝜋∗𝑛
,
(14)
где 𝜇 - механический кпд привода ВОМ
Рассчитывается наибольшая действующая продольная сила:
𝑃=
2∗𝑀кр
𝐾2 ∗𝐷∗𝑡𝑔(𝛼+𝜑)
,
где 𝜑 - угол трения семян о поверхность винта;
(15)
𝛼 - угол подъема винтовой линии;
𝐾2 - коэффициент учитывающий радиус действия силы, 𝐾2 = 0,7 … 0,8
Угол подъема винтовой линии определим по формуле:
𝛼 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔
𝑡
𝜋∗𝐷
,
(16)
Угол трения семян о поверхность винта:
𝜑 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 𝑓2 ,
(17)
где 𝑓2 - коэффициент трения частиц семян о поверхность винта, для семян
люцерны 𝑓2 = 0.76
Определим массу семян, передвигающейся по желобу:
𝑞=
𝑄факт
3,6∗𝑣
,
(18)
где 𝑣- скорость перемещения семян, м/с.
𝑣=
𝑡∗𝑛факт
60
,
(19)
Поперечная нагрузка на участок винтового механизма между опорами:
𝑃попер =
2∗𝑀кр ∗𝑙
𝐾2 ∗𝐷∗𝐿
,
(20)
где 𝑙 - расстояние между опорами винта.
Предложенные формулы и зависимость позволяют определить
основные параметры и режимы работы шнекового рабочего органа навесной
машины для посева семян люцерны.
Основным недостатком шнековых конвейеров является то, что
вследствие трения о дно желоба и винтовую поверхность материала сильно
переламываются и повреждаются.
С учетом этого, а также физико-механическим свойствам семена
люцерны необходимо исследование потери всхожести и повреждения семян.
Рабочая гипотеза в состоит в том, что даже в условиях обычного,
традиционного посева семян люцерны имеет место повреждения семян.
Согласно агротехническим требованиям всхожесть семян должна составить
не менее 70-75% с учетом повреждения семян, а в свою очередь повреждение
семян не должно превышать 97…98,5%.
Для снижения повреждаемости семян люцерны предлагается обработка
шнекового механизма и желоба перед сборкой полиамидом. Это
обеспечивает при минимальных затратах повысить всхожесть семян и
снижение повреждаемости.
Основным критерием можно принять минимум повреждаемости семян
люцерны
Пл → 𝑚𝑖𝑛
Дополнительными критериями являются максимум урожайности при
необработанной и обработанной поверхности винтовых механизмов:
Ун → 𝑚𝑎𝑥
Уо → 𝑚𝑖𝑛
Ограничениями могут являться затраты на обработку Собр и время
окунания и выдержки в расправленном растворе полиамида.
В третьей главе ”Программа и методика лабораторных и полевых
исследований ” посевов люцерны включала проведение экспериментов по
натурному и физическому моделированию шнекового рабочего органа для
высева семян люцерны.
В четвертой главе ”Результаты научных исследований по разработке
шнекового рабочего органа для высева семян ” исследования представлены
результаты лабораторных опытов, статистических исследований и
обоснование параметров и режимов работы шнекового рабочего органа
агрегата для высева семян.
На основе эмпирических формул, проведенных с опытными
коэффициентами получены зависимости приводной мощности подающего и
распределяющих рабочих органов.
При этом значение массового расхода семян при посеве люцерны во
времени (час) и средней скорости составил:
при qл = 8 кг/га - 𝑀𝑡 = 28,8 кг/час
при qл = 10 кг/га - 𝑀𝑡 = 36 кг/час
при qл = 12 кг/га - 𝑀𝑡 = 43,2 кг/час
Nï ðî .âî í , êâò
4
Vñð=12 êì /÷
3
Vð=8 êì /÷
2
ï ðè Qóäë=0,05 m
Vð=10 êì /÷
1
20
30
40
Mt. êã/ô àñ
50
Nï ðî .âî í , êâò
Vñð=12 êì /÷
8
Vð=8 êì /÷
4
ï ðè Qóäë=0,05 ò
Vð=10 êì /÷
2
20
30
40
50
Mt. êã/ô àñ
Рисунок 3 - Энергетическая характеристика подающего и
распределяющего рабочего органа (дозатор) шнековой сеялки для посева
семян
Полученные результаты представлены в таблице 1. Из неё видно, что
энергоемкость подающего (дозатора) и распределяющего (шнека) рабочих
органов навесной сеялки для посева люцерны.
Таблица 1- Показатели режима работы навесной сеялки со шнековым
рабочим органом
№
1
1
Показатель
2
Посев семян
люцерны
Показатели режима работы
Показатели
энергоемкости рабочего
органа
дозатор
шнек
Норма Ширина Скорость
квт
квт
высева захвата движения
Эпро.вом, кг⁄ Эро.вом,кг⁄
Bp
VP
qл
с
с
3
4
5
6
7
7,5-12
3,6м
8-12
0,11-0,2
0,2-0,3
кг/га
км/час
С учетом вышеперечисленного и особенностей люцерны и новой
техники, ниже предложены три формы по результатам определения условий
испытания, качественных показателей и номенклатуры средств и
оборудований для проведения испытаний.
Таблица 2 - Показатели качества работы навесной сеялки со шнековым
рабочим органом для посева семян люцерны
№
Показатель
1
1
2
3
5
6
7
8
2
Дата
Место испытания
Агрегатирование
Тип почвы
Рельеф
Микрорельеф
Влажность почвы, %,
в слоях см
9 Уклон склона, град.
10 Температура воздуха, 0С
11 Относительная влажность
воздуха, %
12 Скорость ветра, м/с
Значение показателей
по ТЗ
по результатам
испытаний
3
4
15.04-30.04
МТЗ-80/82, МТЗ-100/102
суглинок
ровный
мелкокомковый
18-20%
00-0,50
100-150
30-45%
До 5 м/с
Производительность посевных агрегатов в основном зависит от
рабочей скорости движения и нормы внесения люцерны, которая
определяется по формуле:
𝑊 = 0.1 ∗ 𝐵𝑃 ∗ 𝑉𝑃 ∗ 𝑞л ,
(21)
Полученные зависимости фактически подтверждают эту закономерность
(рис 3). Из рис 3 cледует , что рост рабочей скорости движения VP от 8
км/час до 14 км/час при норме высева семян люцерны qл =12кг/га
способствует росту производительности на 21,6 кг/га или на 60%. При этом
следует отметить, что при средней скорости движения VP =10-12 км/час
прибавка производительности составит 7,2….14,0 кг/га.
семян
Для средней скорости движения VP =12 км/час, средней плотности
ρср = 0,4т/м3 и производительности Wср = 51,8 кг/га, при средней
частоте вращения nср =50об/мин диаметр винта шнекового рабочего органа
составит
3
4∗0,052
𝐷ср = √
= 0,084≈84 мм.
60∗3,14∗50∗0,4∗0,12∗1
Полученное значение округлим до ближайшего стандартного размера
𝐷 ≈100 мм.
W, êã/÷àñ
që=16 êã/ãà
80
që=14 êã/ãà
që=12 êã/ãà
60
që=10 êã/ãà
40
ï ðè Qóäë=0,05 ò
20
8
10
12
14
Vp, êì /÷àñ
Рисунок 3- Зависимости производительности от нормы высева семян
люцерны и скорости движения агрегата.
Необходимая мощность на валу винта шнекового рабочего органа
определяем в соответствии с формулами (1, 2). Для этого определяется
осевая скорость движения семян люцерны в желобе:
𝑣=
𝑡∗𝑛
60
=
0.1∗50
60
= 0.083 м/с.
А погонная масса вращающихся частей конвейера равна:
qк ≈ 80 ∗ D = 80 ∗ 0.1 = 8 кг/м.
В соответствии с нами необходимая мощность N составит:
N=
0.052
367
∗ 3.6 ∗ 4 + 0.02 ∗ 0.2 ∗ 8 ∗ 3.6 ∗ 0.083 ∗ 0.08 = 0.564 кВт.
Угол подъема винтовой линии определяется в виде:
𝛼 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔
𝑡
100
= 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔
= 17,670
𝜋∗𝐷
3,14 ∗ 100
Угол трения материала о поверхность винта:
𝜑 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔𝑓1 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 0,74 = 36.70
Тогда наибольшая действующая продольная сила составит:
𝑃=
2∗𝑀кр
𝐾∗𝐷∗𝑡𝑔(𝛼+𝛽)
= 856,74 Н.
Передвигаемая по шнеку масса семян составит:
где 𝑣 =
𝑞=
𝑡∗𝑛факт
60
=
51,8
3,6∗0,0517
0,1∗31,04
60
= 0,0517 м/с
= 117,12 кг/м.
В общем виде, без учета других факторов, влияющих на повышение
эффективности использования посевных машин, зависимость имеет
следующий вид:
∑Э = Э1 + Э2 ,
(22)
Первая составляющая определяется в виде:
Э1 = Цл ∗ (У2 − У1 ) тг/га.
(23)
Где Цл -средняя цена прессованного сена из люцерны, тг/т;
У2 , У1 -урожайность люцерны при использовании навесной сеялки со
шнековым рабочим органом и обычных традиционных сеялок, т/га.
Вторая составляющая Э2 рассчитывается по формуле:
1
Э2 =
∗ (C1 − C2 ),
△W
где △ W-приращение производительностей
(24)
△ W = W2 − W1 , га/час;
(24)
C1 , C2 - прямые эксплуатационные затраты при новой и существующих
машинах, тг/час.
Для посева зерновых и зерно - бобовых культур по агротехническим
требованиям отводится 3-6 дней. Но в условиях Кызылординской области
посев семян составляет 25 - 35 дней. При этом также следует отметить, что в
связи с перемешиванием семян люцерны с песком в соотношении 1:10 или
1:15, всхожесть люцерны снижается на 10….15%. Исходя из этого, с учетом
цены прессованного сена из люцерны Цл =20000-25000 тг/га. Тогда
Э1 =20000 ∗(25-20)=100000 тг/га.
Для второго составляющего необходимо определить значении прямых
эксплуатационных затрат и производительность для новой и существующей
машин. Производительность обеих типов машин определяется по формуле:
𝑊1 = 𝑊2 = 0,1 ∗ 𝐵р ∗ 𝑉р ∗ 𝜏,
(25)
где 𝜏 -коэффициент использования смены.
𝜏=
Тр
Тсм
,
(26)
Объясняется это тем, что для традиционных сеялок СЗ-3,6, СЗТ-3,6,
СЗУ-3,6 и других заправка технологическим материалом (песок + семена
люцерны) и предлагаемой машины - навесной сеялки со шнековым рабочим
органом осуществляется вручную и продолжительность у них разная. Так,
для пропорции (песок + семена) 10:1 продолжительность одной заправки
составляет 0,5-0,45часа, а для шнекового механизма продолжительность
заправки с емкостью Q= 50кг - 0,2 часа. При этом 50кг для последней
машины хватит на 5-6 га, а для традиционных машин одна заправка не хватит
даже на 1 рисовый чек.
Исходя из последующих расчетов
τ=
Тр
Тсм
для обеих видов машин получается разными,
так для традиционных посевных машин: τ1 = 0,7 − 0,72
для новой машины со шнековым рабочим органом: τ1 = 0,8 − 0,74.
С
учетом
этого
производительность указанных
машин
соответственно составят:
W1 = 0.1 ∗ 3.6 ∗ 12 ∗ 0.7 = 3.06 га/час
W2 = 0.1 ∗ 3.6 ∗ 12 ∗ 0.82 = 3.54 га/час.
Приращение производительности составит:
△ W=3,54-3,06=0,48 га/час.
Затраты С1 и С2 определяется на основе формул:
Для существующей посевной машины:
Цтр ∗ α1
Ц ∗ α2
C1 = [(f1 ∗ μ1 ) + (f2 ∗ μ2 )] ∗ Дк ∗ k ∗ 1,36 + (
+ м
)+
Тгтр ∗ 100 Тм ∗ 100
+(Цс.л ∗ Мт ∗ 𝑞л ∗ 𝑞п ) + (Цт ∗ 𝑄тр )],
(27)
А для навесной сеялки со шнековым рабочим органом для высева
семян люцерны не требуется вспомогательный рабочий и формула имеет
следующий вид:
C2 = [(f1 ∗ μ1 )] ∗ Дк ∗ k ∗ 1,36 + (
Цтр ∗α1
Тгтр ∗100
+
Цм ∗α2
Тм ∗100
) + ( Цс.л ∗ Мт ∗ qл ) +
+(Цт ∗ Q тр )],
(28)
Полученные зависимости показывают, что при использовании
навесной сеялки со шнековым рабочим органом затраты снижаются на 24,7%
или на 2472,7тг/га.
Исходя из этого экономия средств составит:
Э2 =
1
0,48
∗ 2472,7 = 5151,49 тг/га.
В сумме экономическая эффективность составит:
∑Э = Э1 + Э2 =100000+5151,49=105151,49 тг/га.
Затраты на изготовление, испытание нового рабочего органа составили:
S = k1 ∗ k 2 ∗ S1 ,
где k1 , k 2 -коэффициенты,учитывающие затраты на приобретение
материалов и разработку новой техники соответственно, k1 =1,1 , k 2 =1,15.
Цена существующей техники составляет по данным Кызылординского
управления сельского хозяйства:
S1 =400000…450000 тг.
Тогда S = 1,1∗1,15∗40000=506000тг.
Срок окупаемости:
S
Тг =
=4,8 лет.
∑Э
Общие выводы и рекомендации для производства
1) На основе анализа статистических данных и обзора научноисследовательских работ установлено, что существующие посевные машины
не предназначены для высева люцерны и допускают повышенный расход
семян. Также установлено, что параметры этих семян не соответствуют
физико-механическим свойствам люцерны, для обеспечения заданной нормы
высева в их бункеры добавляют песок, что приводит к простоям при их
заправке и изменению рельефа полей.
Поэтому выбранная тема диссертации является актуальной проблемой,
имеющей важное практическое значение.
2) Получены зависимости, позволяющие определить основные
конструктивные показатели шнекового рабочего органа. Предложены
аналитические формулы для определения основных параметров и режимов
работы.
3) Разработаны программа и методика проведения лабораторнополевых экспериментов. Предложена методика физического моделирования.
Коэффициент физического моделирования составил 4,8.
4) Установлены на основе зависимостей основные конструктивные
параметры шнекового рабочего органа для высева семян люцерны. Ширина
захвата трубчатого шнекового органа составляет Вр=3,6м.
5) Определены составляющие затраты мощности на технологический
процесс высева семян люцерны. Мощность
затрачиваемая на
технологический процесс составит Nтех =2, кВт.
6) Разработано техническое задание на испытание навесной сеялки для
посева семян люцерны со шнековым рабочим органом. Составлены карты по
определению характеристики условий работы, качества испытаний и
необходимые предметы и оборудования.
7) Установлены численные значения параметров и режимов работы
винтового механизма шнекового рабочего органа. Определены средняя
производительность Wср =51,8кг/час при средней скорости движения Vср =12
км/час, необходимая мощность и момент составили N = 0.564 кВт и
Mкр =160,05 Н ∗ м. Диаметр винта равнялся Dср =100мм. Наибольшая
продольная сила Р равна 856,74 Н при угле трения материала о поверхность
винта φ=36,70 .
8) Экономическая эффективность от внедрения в производство
навесной сеялки со шнековым рабочим органом для посева семян люцерны
составит
∑Э =105151,49 тг/га. Срок окупаемости - 4,8 года.
ТҮЙІН
САҚТАГАНОВ БАҚЫТБЕК ЖАНАПИҰЛЫ
Жонышқа тұқымда себуге арналған шнекті жұмыс органдарынырының
параметрелері мен жұмыс режимдерін оптимизациялау
Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Егін шаруашылығын одан әрі дамыту
және ауылшаруашылық дақылдары өнімдерін өндіру еліміздің өзекті
мәселелердің бірі болып табылады.
Диссертацияда жонышқа себу технологиялық процестері зерттеліп,
қолданылатын агротехникалық талаптарға және агрегаттарға терең талдау
жасалынады. Соның негізінде диссертация тақырыбы негізделіп,
экономикалық тиімділік анықталып, ұсыныстар берілді.
Мәселенің өзектілігі: Жонышқа тұқымын себу барысында
технологиялық процестің агротехникалық мерзімінде талаптарға сай
орындалуын қамтамасыз ету негізінде жанадан агрегаттардың ұтымды
пайдалану, тікелей пайдалану, энергетикалық, еңбек шығындарын азайту
және жонышқа өнімділігін арттыру болып табылады.
Диссертациялық жұмыстың мақсаты.
Диссертация
мақсаты
тұқым себу агрегатының конструктивтік параметрлерін, яғни агрегаттың
кинематикалық параметрлерін зерттеп, жонышқа тұқымын себу
агрегаттарының тиімді параметрлері мен жұмыс режимдерін негіздеу болып
табылады.
Зерттеу нысаны. Негізгі жонышқа өсіретін елдер және Қызылорда
облысы ауыл шаруашылығы жауапкершілігі шектеулі серіктестіктері, шаруа
қожалықтары мен жеке шаруашылықтарындағы жонышқа егістіктері,
жонышқа тұқымын егу, жонышқа тұқымын себу агрегаттары, жұмыс
параметрлері мен режимдерін зерттеу нысаны болып табылады.
Диссертациялық зерттеудің ғылыми жаңалықтары. Инженерліктегістелген жонышқа жүйесінің ерекшеліктеріне орай тұқым себу
агрегаттарының ұтымды құрамы, параметрлері мен жұмыс режимдері, оның
ішінде өнімділік, еңбек шығындары пен қуат негізделген.
Экономикалық тиімділігі. Бір жана
экономикалық тиімділігі ∑Э =105151,49 тг/га.
машинаның
жылдық
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Сактаганов Б.Ж, Аленов К.Т, Рахатов С.З.« Исследование механизации
посева люцерны в условиях инженерно-рисовой оросительной системы».
Материалы IХ международной научно-практической конференция (Прага.
2013г).
Бекжанов С.Ж., Сактаганов Б.Ж., Рахатов С.З. «Методика
экспериментальных исследований качественных показателей жатки-хедера».
Материалы IХ международной научно-практической конференция (София.
2013г).
Аленов К.Т., СактагановБ.Ж., ИмангазиевП.О. «Ауылшаруашылық
машиналарының жұмыс құралын балқытып қатыру тәсілінің технологиясы»,
Актуальные проблема современных наук. (Варшава 2013г) .
SUMMARY
Saktaganov Baxitbek
OPTIMIZATION OF PARAMETERS AND MODES OF OPERATION
OF THE SCREW OF THE WORKING BODY OF SEED ALFALFA
The relevance of the topic. One of the most complex links in production
chain for the cultivation of alfalfa is seeding machinery. Currently, the
development of seeders whole has not undergone serious changes. If the main type
of sowing machines in recent years have changed little, the constructive their
performance is of great interest.
In this connection, further improvement of the existing sowing machines,
search for essentially new designs of their working bodies, based on new technical
principles are very relevant.
The purpose of this work. The aim of the work is to research, study and
substantiation of parameters of the sowing apparatus which provides a higherquality sowing the seeds of Lucerne with the minimum required standards.
The results of the study. Based on the study of the phenomenon of sowing
the seeds of alfalfa was proposed sowing unit, which is a combination of rigidly
fixed in the gutter auger engaged in a circular motion from PTO.
- dependences allowing to determine the main structural indicators of the screw of
the working body.
- the analytical formula for definition of key parameters and modes of operation.
- installed based on the dependencies of the main structural parameters of the
screw of the working body of seed alfalfa.
the components of cost of power for technological the process of seed alfalfa.
- technical assignment on the test hinged seeder for sowing the seeds of Lucerne
with screw working body. The maps by definition, the characteristics of the
working environment, the quality of testing and required items and equipment.
- set the numerical values of parameters and operating modes of a screw
mechanism of auger working body.
Economic efficiency. Economic efficiency of introduction in manufacture
hangingplanter with screw is the working body for sowing the seeds of alfalfa
will be aff ∑Э =105151,49 tenge/hectare.