WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Н =150 мм в случайные моменты времени в случайной точке Q1 = (qх1 Q1y Qz1) с некоторой случайной начальной скоростью V1 = (Vх1 V1y Vz1).

3. Под действием гравитационной силы зерновка может двигаться вниз двумя возможными траекториями:

а) зерновка падает в воздушной среде, периодически испытывая соударения со стенками стойки и другими поверхностями (распределитель, свод лапы);

б) зерновка скатывается по внутренней стенке стойки.

4. Двигаясь по одному из указанных траекторий, зерновка в некоторый момент времени пересекает нижнюю кромку стойки и поступает в подлаповое пространство в некоторой точке Q1 = (qх1 Q1y Qz1) со скоростью V1 = (Vх1 V1y Vz1).

5. Далее зерновка может либо беспрепятственно достичь семенного ложа, либо после соударений с поверхностью распределителя и свода лапы.

Q3 = (qх3 Q3y Qz3) координаты точки приземления зерновки на семенное ложе.

6. На участках движения зерновки в воздушной среде её координаты определяются следующей системой дифференциальных уравнений:

. (4)

. (5)

где т - масса зерновки;

- коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха;

g - ускорение свободного падения.

Система (2.2) должна быть дополнена следующими начальными уравнениями:

x(0)=x0, y(0)=y0, z(0)=z0,

Vx(0)=Vx, Vy(0)=Vy, Vz(0)=Vz. (6)

7. Поскольку при соударении зерновки с различными поверхностями происходит потеря энергии движения на выполнение работы по деформации и преодолению сил трения, необходимо знать характеристику соударения, учитывающую указанные эффекты. Не вдаваясь в подробное обсуждение процесса соударения, можно принять следующую упрощённую модель:

(7)

где - скорость зерна в начале соударения;

= (nxiny,nz) - вектор нормали к поверхности в точке соударения;

=Vxnx + Vyny + Vznz - скалярное произведение;

к- коэффициент восстановления;

s- коэффициент трения скольжения;

0kl, 0 s l.

8. При движении зерновки внутри стойки - семяпровода, наклоненной под углом ф= 14, может возникнуть такая ситуация, когда зерно после соударения не оторвётся от поверхности, а начнёт скользить или скатываться по ней.

Пусть гладкая поверхность, по которой движется зерновка массой т, задана уравнением F(x,y,z) = 0, где x,y,z - координаты в трёхмерной системе координат, связанной со стойкой лапы.

На движущуюся зерновку действуют следующие силы:

- сила тяжести Fg = (0,0, -mg);

- сила инерции = m();

- сила реакции.

- сила трения

где x = x(t), у = у(t), z = z(t) - координаты движущейся зерновки;

V(t) = {x{f),y(t),z{t) ) - скорость зерновки.

Дифференциальные уравнения движения зерновки по поверхности можно представить в следующем виде:

(8)

где к - коэффициент трения качения;

т - масса зерновки;

R - величина, характеризующая силу реакции поверхности, направленную вдоль нормали;

g - ускорение свободного падения.

x(0) = xo, y{0) = yo, z(0) = zo, (9)

Vx(0) = Vx, Vy(O) = Vy, Vz(0) = Vz. (10)

Система уравнений (5) с начальными условиями должна быть дополнена уравнением связи: F(x, у, z) = 0. (10)

Система уравнений (8), (9), (10) содержит семь неизвестных: x,y,z,Vx,Vy,Vz,R и семь уравнений. Следовательно, задача (8), (9), (10) разрешима.

Для получения ленточного распределения семян в подсошниковом пространстве под выходным отверстием стойки-семяпровода размещают различные распределители семян.

Профиль поверхности распределителя в классе цилиндрических поверхностей с прямолинейной образующей (рисунок 2), описывается уравнением F(x,z)=0

.

Рисунок 2- Схема и параметры распределителя семян

В качестве рабочего инструмента для поиска наилучшей формы поверхности распределителя с учётом его размещения в достаточно ограниченном подлаповом пространстве, нами было выбрано построение алгоритма движения отдельно взятой зерновки с имитацией случайного закона времени вылета и случайного закона распределения точки и скорости вылета зерна, а также расчётом дальнейшего его движения с учётом всех соударений.

Схема стрельчатой лапы со стойкой и размещённым в подсошниковом пространстве распределителем, показана на рисунке 3.

Рисунок 3- Стрельчатая лапа-сошник со стойкой виды:

а) сзади; б) сверху; в) сбоку

Уравнение правой плоскости свода лапы имеет вид:

(11)

Вектор нормали к этой поверхности находится по формулам:

т.е

(12)

Уравнение левой плоскости свода лапы имеет вид:

(13)

(14)

Уравнение заднего свода лапы имеет вид:

(15)

(16)

Для описания поверхности стойки лапы, наклонённой к поверхности

почвы на угол -14, введём преобразование координат:

(17)

Если взять произвольную цилиндрическую поверхность в системе координат x,y,z с осью, проходящей через точку (0,0,G) и наклонённую под углом (рис.4), и применить это преобразование, то ось этой цилиндрической поверхности перейдёт в вертикальную ось в системе координат x1,y1,z1 (рисунок 5).

В дальнейшем будем рассматривать два типа поверхностей: с сечением в форме эллипса и прямоугольника.

Рисунок 4- Положение стойки Рисунок 5- Положение стойки

в системе координат x,y,z в системе координат x’,y’,z’

Если поверхность стойки имеет в сечении форму эллипса, то уравнение поверхности будет иметь следующий вид:

(18)

Если же сечение имеет форму прямоугольника, то поверхность стойки описывается четырьмя прямоугольными участками плоскостей:

F4,5(x,y,z)=x±a, при ycos-(z-G)sin(-в,в)

F6,7(x,y,z,)=ycos-(z-G)sin±в, при x(-a,a). (19)

Вектор нормали к поверхности распределителя определяется по следующим формулам:

(20)

Такими выражениями представляется описание поверхностей распределителя.

Теоретические исследования по определению рациональных параметров распределителя семян в подсошниковом пространстве показали, что при значениях ширины распределителя В=95 мм; длине L0=46 мм; высоте распределителя Н=70 мм; длины кромки крыла L=35 мм, его установке над уровнем почвы 15 мм достигается рациональное распределение семян.

В третьей главе представлена программа и методика экспериментальных исследований, которые включают изучение взаимодействия семян с внутренними стенками семяпровода, стойки сошника и рабочей поверхностью распределителя, проверку правильности аналитического расчёта конструктивных параметров распределителя семян для разных вариантов размещения семян по ширине ленты; проведение сравнительных полевых опытов с определением характера фактического распределения семян, показателей продуктивности растений по ширине ленты, урожайности зерновых культур по вариантам используемых распределителей, определение показателей экономической эффективности.

Приведены характеристики приборного обеспечения экспериментальных исследований, условий проведения опытов и замера изучаемых факторов. Была изготовлена специальная установка и приспособления, разработана частная методика для определения в лабораторных условиях характера распределения семян по ширине ленты. Исследования проводились по стандартным методикам ОСТ 10 5.1-2000, ОСТ 10 4.2 – 2001, по общим методикам полевого опыта и экспериментальных исследований (Б.А. Доспехов, Г.В. Веденяпин).

Полученные данные обрабатывались методами математической статистики с применением ЭВМ РС и программного обеспечения STATISTICA. Для характеристики точности опыта при учёте урожая определяли наименьшую существенную разность НСР05. Достоверность результатов оценивалась по F – критерию Фишера.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» выполнен анализ результатов лабораторных и полевых экспериментов. Приведены основные экспериментальные зависимости и установленные рациональные параметры распределительного устройства для бороздково-ленточного посева зерновых культур.

Лабораторные опыты проведены с целью изучения влияния параметров распределителя на характеристики размещения семян по ширине ленты. Для этого была разработана и изготовлена экспериментальная установка (рисунок 6).

1 - высевающий аппарат; 2 - четырехскоростной редуктор; 3 - электродвигатель; 4 - транспортёрная лента; 5 – секционное приемное устройство; 6 – лаповый сошник.

Рисунок 6- Схема экспериментальной установки для определения равномерности распределения семян.

На сошники устанавливались различные распределители, отличающиеся базовыми размерами (рис.2) представленными в таблице 1.

Таблица 1- Параметры распределителей семян.

Конструкции распределителей

L,мм

Lо, мм

H, мм

В, мм

Обь – 4 – ЗТ (ОАО «САД»)

16

36

58

49

Экспериментальный №1

40

52

70

95

- / /- / / - / / - / / - №2

35

46

70

95

- / /- / / - / / - / / - №3

25

46

70

95

- / /- / / - / / - / / - №4

20

46

66

76

СЗП – 3,6 – 02A (Сибсельмаш)

15

46

66

76

Проведенными исследованиями определено, что на характер распределения семян по ширине ленты наибольшее влияние оказывает длина крыла распределителя: при её увеличении больше 25 мм (рис.7) в крайние зоны попадает большее количество семян, чем в средние.

1 – суммарное количество семян в крайних зонах ленты (0-5 и 15-20 см); 2– суммарное количество семян в средних зонах ленты (5-10 и 10-15см).

Рисунок 7- Характеристика распределения семян по ширине ленты в зависимости от длины крыла распределителя.

Проведены исследования по определению влияния характера распределения семян по ширине ленты на урожай и качество зерна по растениям. Определено, что (рис.8) при равномерном распределении семян (К=25%) растения расположенные по краям ленты превосходят растения в средних зонах ленты по всем показателям (высота растений, масса 1000 зерен, высота колоса и др.) (рис.8.б.). При рациональном размещении семян (рис.8.а.) показатели продуктивности растений приблизительно равны.

а)

б)

а) длина крыла распределителя равна L=25 мм; б) L=35 мм. Н – высота растений (1); М – масса 1000 зерен (2); N – количество зерен в колосе (3); К – относительное количество растений в 5-ти сантиметровой полосе ленты.

Рисунок 8- Влияние характера распределения семян по ширине ленты (B) на урожай и качество зерна отдельных растений.

Результаты анализа хлебостоя представлен в таблице 2. Мелкая заделка при бороздково-ленточном посеве способствовала появлению всходов на 3-й день после посева, а при посеве сеялкой СЗП-3,6 всходы полностью появляются на 5-й день.

Таблица 2- Характеристики хлебостоя пшеницы на опытном поле СибНИИЗХима по различным способам посева.

Показатели

Контроль СЗП-3,6

ОБЬ-43Т

ОББ-4БЛ

Ширина междурядий, см

15

36

45

Ширина ленты, см

3-4

27

20,3

Глубина заделки семян, см

3-6

4-8

3-5

Средняя высота хлебостоя, см

63,1

72,1

72,5

Неравномерность хлебостоя по высоте, %

17,3

24,3

10,1

Среднее количество зёрен в колосе, шт

17,4

20,3

24,6

Неравномерность по количеству зёрен, %

15,6

12,8

8,3

Кустистость, раз

1,01

1,04

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»