Разработка и обоснование конструктивно-кинематических параметров сошника с роторно-лопастным раскладчиком семян

Агропродовольственный сектор экономики России с начала 1990;х годов переживает кризис, обусловленный общим социально-экономическим состоянием страны, ошибками в аграрной политике, усугубившими специфические отраслевые проблемы. Среди них низкая рентабельность производства, сокращение машинно-тракторного парка (МТП), упрощение технологий, финансовые проблемы — низкий уровень цен на сельскохозяйственную продукцию, ограниченный сбыт продукции, недоступность банковских кредитов, высокая кредиторская задолженность, межотраслевой диспаритет цен и доходов, плохая адаптация предприятий сельскохозяйственного машиностроения к рыночным условиям и кризис отрасли, проблемы демографического характера и кадрового обеспечения.

Поэтому разработка, производство и введение в хозяйственный оборот АПК техники нового поколения, с существенно более высокими технико-экономическими параметрами, новых механизированных технологий и форм организации использования машинных агрегатов как человеко-машинных систем, являются основой вывода сельскохозяйственного производства на общественно необходимые объемы производства отечественного продовольствия и его конкурентоспособность.

В последние годы население страны обеспечивается сельскохозяйственной продукцией, производимой двумя основными группами товаропроизводителей — личными подсобными хозяйствами (ЛПХ) граждан, а также продукцией зарубежных фермеров примерно равными долями в стоимостной оценке, особенно овощной продукции и в частности лука.

Луку среди овощей отводится важное место. Посевы его в нашей стране занимают около 13,5% общей площади овощных культур. Однако производство репчатого лука как в целом по Российской Федерации, так и по отдельным регионам не полностью удовлетворяет потребности населения. Так, при рекомендуемой норме потребления 8. 12 кг лука на человека в год, потребление составляло всего лишь 2,5.4,0 кг [11]. Низкий уровень обеспеченности населения объясняется многими причинами экономического, технологического и организационного характера: большими трудовыми и материальными затратами, недостаточным уровнем механизации и концентрации производства.

В настоящее время выращивание лука-репки из севка является самым распространенным и наиболее освоенным способом, применяемым в средней полосе Российской Федерации, а также в северной части европейских стран. Считается, что здесь этот способ обеспечивает 75% продукции всего урожая лука [38]. В настоящее время из-за резкого повышения цен на энергоносители, удобрения, пестициды и сельхозмашины производство репчатого лука острых сортов, выращиваемого в севочной культуре, стало нерентабельным, а товарная продукция потеряла конкурентоспособность из-за высокой ее себестоимости. Как известно, в структуре себестоимости лука-репки 60.70% занимают затраты ручного труда на операциях по уходу и уборке. Механизированная уборка применяется на небольших площадях, а севок убирается почти повсеместно вручную. Это объясняется повышенным содержанием свободной почвы в ворохе лука машинной уборки, при применении известных способов посева. В используемых сегодня способах и схемах посева семян лука до 60.70% поверхности поля находится под междурядьями (основными источниками поступления почвенных примесей в убранный валок) и только около 30% - непосредственно занято культурными растениями. Результаты исследований ведущих научно-исследовательских организаций (НИИОХа, ВИМа, Украинского НИИ овощеводства и бахчеводства, Молдавского НИИ орошаемого земледелия и овощеводства и ряда других) [67], показывают, что наиболее перспективным можно считать полосовой способ посева семян лука с шириной полос более 25 см. Данный способ посева позволяет увеличить площадь, непосредственно занятую культурными растениями, улучшить условия произрастания и увеличить в итоге урожайность лука-севка.

В настоящее время реализация этого способа сдерживается отсутствием высокоэффективных конструкций соответствующих посевных машин. Серийные овощные сеялки типа СО-4,2 и СУПО-6 и ряд других посевных машин не позволяют выполнять сев полосовым способом. В этой связи задача увеличения урожайности лука-севка и улучшения его качественных показателей путем разработки и внедрения технологии полосового посева, выполнение которой осуществляется сошником с роторно-лопастным раскладчиком семян на посеве семян лука, является актуальной.

Основные объекты исследований — технологический процесс полосового посева семян лука, геометрические и кинематические параметры, а также режимы работы сошника с роторно-лопастным раскладчиком семян.

На основании выполненных исследований на защиту выносятся:

— теоретическое обоснование конструктивно кинематических параметров сошника с роторно-лопастным раскладчиком семян (Патент РФ № 2 252 525 (Приложение 1);

— экспериментальные зависимости влияния различных факторов на оценочные показатели технологического процесса высева семян лука предлагаемым сошником и оптимизация его геометрических и кинематических параметров;

— результаты производственной проверки сеялки, оснащенной предложенными сошниками и экономическая оценка результатов исследования.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

6. Общие выводы.

1. Анализ результатов исследований ведущих научно-исследовательских организаций показал, что наиболее перспективным способом посева семян лука на севок можно считать — полосовой способ, обеспечивающий наиболее оптимальные условия для роста и развития растений. На основе проведенного анализа разработана конструкция сошника для полосового посева семян лука, предназначенная для работы на малых глубинах заделки (патент РФ № 2 252 525 бюллетень № 15 от 27 мая 2005).

2. Теоретическими исследованиями установлены аналитические зависимости позволяющие определить: величину продольной деформации конца эластичной лопасти раскладчика при взаимодействии с почвойвысоту гребня на дне борозды, образованного в результате прохода лопасти раскладчиказначение показателя кинематического режима X из условия минимизации высоты гребня на дне борозды образованного в результате прохода лопастивеличину показателя кинематического режима X из условия обеспечения оптимальной равномерности распределения семян по площади питаниярадиус приводного элемента роторно-лопастного раскладчика семян.

3. Лабораторные исследования позволили установить оптимальное значение показателя кинематического режима X — из условия получения оптимального профиля дна борозды (продольного и поперечного) X = 3,6. .4,2. Наилучшая равномерность распределения семян лука по площади питания обеспечивается се-мяраспределителем стержневого типа со следующими геометрическими параметрами: расстояние между двумя соседними стержнями одного ряда С = 8. .10 мм, расстояние между параллельными рядами стержней Е = 9,5. 10,5 мм, диаметр стержня семяраспределителя О = 2,5.3,5 ммрасстояние от последнего ряда семяраспределителя до поверхности рассева — m = 10.50 мм. Определена экспериментально величина показателя кинематического режима А, из условия оптимального распределения семян по площади рассева А, = 3,42. На основе анализа уравнения регрессии второго порядка, полученного при реализации трех-факторного эксперимента униформрототабельного плана, определены оптимальные значения геометрических и кинематических параметров сошника с ро-торно-лопастным раскладчиком семян: показатель кинематического режима А, = 3,3.3,7- диаметр барабана роторно-лопастного раскладчика семян D = 220.240 ммколичество лопастей роторно-лопастного раскладчика семян Z= 12.14 штук.

4. Лабораторно-полевые и производственные исследований сеялки с экспериментальными сошниками проводились на базе ФГОУ ВПО «Учхоз Пензенской ГСХА» и подтвердили целесообразность применения сошников с ро-торно-лопастным раскладчиком на посеве семян лука на севок, а также достоверность теоретических и лабораторных исследований. Применение сеялки с разработанными сошниками обеспечивает прибавку урожая лука севка на 14,5. 17,2% и хорошие качественные показатели его, как семенного материала. Выход лука севка I и III группы (наиболее ценных, как посевного материала) составил 136% и 111% к контролю.

5. Экономические расчеты показывают, что применение сеялки с сошниками с роторно-лопастным раскладчиком семян экономически целесообразно. При незначительном росте эксплуатационных издержек на посеве семян лука предлагаемой сеялкой (на 4,8 руб/га), годовая экономия от получения дополнительной продукции (от увеличения урожайности и улучшения качества посевного материала) составит 12 680 руб/га. Годовой экономический эффект на одну машину составил 1793 руб.