Обоснование эффективности использования двухдискового сошника с односторонними ребордами-бороздкообразователями

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование эффективности использования двухдискового сошника с односторонними ребордами-бороздкообразователями

С. В. Авсюкевич, С. В. Колос

05.10.12

Аннотации

В настоящей статье авторами приводятся данные полевых исследований двухдисковых (серийного и экспериментального) сошников для посева основных зерновых культур. Основное внимание уделено определению твердости почвы и оценке результатов экономической эффективности экспериментального сошника в сравнении с серийным.

The article presents the data about field research into two-disc serial and experimental ploughshare for sowing the main grain crops. The main attention has been given to the determination of the soil hardness and the estimation of the results of economic efficiency of the ploughshare in comparison with the serial one.

Введение

Государственной программой устойчивого развития села на 2011-2015 гг. планируется реализовать ресурсосберегающие технологические процессы в земледелии, довести урожайность зерновых культур до 43 ц/га, а производство зерна в 2015 г. - 12 млн. тонн [1]. Наиболее перспективными в настоящее время являются одно- и двухдисковые сошники, которые хорошо работают на различных типах почв, в том числе засоренных растительными и пожнивными остатками [2].

Анализ источников

Основная цель посева заключается в обеспечении оптимальных условий прорастания семян и в дальнейшем развитии растений, которые в основном зависят от оптимального сочетания трех факторов: водного, воздушного и теплового. Известно, что наиболее оптимальное сочетание водного, воздушного и теплового факторов отмечается, когда семена равномерно распределены по площади поля на заданную (оптимальную) глубину. При этом они должны быть уложены на плотный слой почвы и прикрыты рыхлым слоем почвы мелкокомковатой структуры. Несоблюдение любого из этих требований ведет к снижению урожайности 3, с. 5.

Одним из условий получения равных и дружных всходов необходимой густоты является соблюдение оптимальной технологии посева. Во-первых, это создание плотного ложа, обеспечивающего постоянный капиллярный приток влаги к высеянным семенам, а следовательно, их быстрое набухание и дружное прорастание. Во-вторых, необходимо оптимальное размещение семян по глубине и равномерное распределение по площади 4, с. 1.

К этим условиям необходимо также отнести и экономическую эффективность применяемого сошника.

Методы исследования

Разработанный нами экспериментальный двухдисковый сошник (рис. 1) состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 и болтами 3, двух плоских (левого и правого) дисков 4 с ребордами-бороздкообразователями 5.

Рис. 1. Двухдисковый сошник с односторонними ребордами-бороздкообразователями: 1 - корпус; 2, 3 - отверстия с болтами для крепления к поводку сеялки; 4 - плоские диски; 5 - реборды-бороздкообразователи; 6 - оси; 7 - пластина; 8 - семянаправители; 9 - бороздка; 10 - семена и стартовая доза фосфорных удобрений; 11 - уплотненное ложе

В задней части корпуса 1 закреплены оси 6. На осях 6 установлены диски 4 с ребордами-бороздкообразователями 5. На корпусе 1 закреплена пластина 7, на которой установлен семянаправитель 8.

Установка рабочих дисков 5 с углом атаки и крена 0° на двухдисковом сошнике позволяет уменьшить до минимума отброс почвы в стороны от диска. В процессе работы дисков 4 с ребордами-бороздкообразователями 5 происходит одновременно образование бороздок, их уплотнение, а также ограничение глубины заделки семян при работе двухдискового сошника.

Установка дисков 4 с углом атаки 0° позволяет работать на повышенных скоростях движения сеялок 10-15 км/ч и при этом значительно уменьшить разброс почвы и забрасывание соседних рядков. Это позволяет произвести расстановку сошников в один ряд с расстоянием между рядками семян 12,5 см и менее. сошник ороздкообразователь зерновой

Основная часть

Как было отмечено выше, экспериментальный сошник уплотняет ложе бороздки, что способствует получению дружных всходов. Для подтверждения этого мы провели исследования по сравнению серийного сошника с экспериментальным. Сравнение проводилось по твердости дна бороздки, ведь между твердостью и плотностью почвы существует связь, которая находится на уровне 0,8-0,9 при условии улучшения сопоставимости данных, вовлекаемых в обработку, как это продемонстрировал И. К. Макарец [5].

Для измерения твердости почвы в бороздках использовался твердомер конструкции Ревякина. Твердость определялась в слое почвы 0-5 см с трехкратной повторностью. Опыты проводились на средней суглинистой почве при ее влажности 13,6 % в слое 0-5 см, 17,1 % в слое 5-10 см и твердости до посева 0,13-0,16 МПа.

При измерении твердости почвы в бороздке твердомером конструкции Ревякина были получены диаграммы, представленные на рис. 2.

Рис. 2. Диаграммы твердости: h - глубина погружения штампа, см; у - средняя ордината диаграммы (сжатие пружины), мм

Среднюю твердость почвы в пределах участка h₂ [6], соответствующего постоянной твердости, по данным полученной диаграммы вычисляют по формуле:

p = R/F, (1)

где R - среднее сопротивление почвы вдавливанию штампа, Н; F - площадь поперечного сечения штампа, см (F = 48•106 см²).

Сопротивление почвы измеряется по сжатию пружины:

R = д•уср, (2)

где д - масштаб (жесткость) пружины твердомера, Н/мм (д = 784,8 Н/мм); у - средняя ордината диаграммы (сжатие пружины), мм.

Так как при воздействии наконечника на почву сминаемая площадь остается неизменной, а возрастает лишь глубина вдавливания и вместе с ней усилие вдавливания, то можно принять, что R1 - сила сопротивления почвы смятию - (до начала течения) пропорциональна объему вытесненной при смятии почвы, т.е.:

R₁ = q•V, (3)

где R₁ - значение усилия в конце смятия, Н; q - коэффициент пропорциональности или коэффициент объемного смятия почвы, Н/см³.

Сила определяется из диаграммы. Объем вытесненной при смятии почвы определяется площадью F штампа и глубиной h₁ его погружения:

V = F•h₁. (4)

Тогда

q = R₁/V. (5)

При измерении твердости почвы в бороздке твердомером конструкции Ревякина были получены диаграммы. В результате измерений нами была получена зависимость твердости p от скорости движения агрегата х, в соответствии с рис. 3.

Рис. 3. Зависимость твердости почвы p от скорости движения х.

Как видно из рис. 3, у экспериментального двухдискового сошника твердость почвы в бороздке намного больше, чем у серийного, и снижается плавно по сравнению с серийным, а от твердости, как и от плотности почвы, зависит всхожесть семян.

При внедрении сеялки с экспериментальными двухдисковыми сошниками в технологических операциях следует учитывать, что возрастает производительность, улучшается качество посева и снижаются затраты.

Произведя расчеты затрат на заработную плату при использовании этих агрегатов, можно определить затраты на ГСМ, которые составят [7]:

, (6)

где N_дт - объем топлива, необходимый на весь объем работ, т; Ц_дт - стоимость 1 т топлива, тыс. руб.

Амортизационные отчисления определим в соответствии с установленными нормами, а также отчисления на ТО и ТР и сведем в табл. 1.

Таблица 1. Капитальные вложения по операциям с участием применяемой машины в ценах 2009 г.

Прочие затраты берем в размере 5 % от суммы всех эксплуатационных отчислений:

, (7)

где З_зп, З_гсм, З_а, З_ТРиТО - затраты соответственно на заработную плату, ГСМ, амортизацию и ТР и ТО, тыс. руб.;

Тогда сумма эксплуатационных затрат

Рассчитываем следующие показатели эффективности для двух агрегатов.

Производительность труда определяем по формуле:

(8)

где Q - объем работ, га; t - затраты труда, чел.-ч.

га/чел-ч., га/чел-ч.

Трудоемкость определим по формуле:

, (9)

чел-ч/га., чел-ч/га.

Рост производительности труда определим по формуле:

, (10)

Уровень снижения трудоемкости в % определим по формуле:

(11)

Удельные эксплуатационные затраты определим по формуле:

(12)

Годовую экономию эксплуатационных затрат определим по формуле:

(13)

Приведенные затраты определим по формуле:

(14)

где Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности, согласно [7], принимаем Е_н = 0,1.

тыс. руб., тыс. руб.

Годовой экономический эффект определим по выражению:

, (14)

Все показатели сводим в табл. 2.

Таблица 2. Показатели эффективности внедрения конструктивной разработки

Как видно из табл. 2, использование агрегата с экспериментальными двухдисковыми сошниками является экономически эффективным.

Заключение

Установлено, что с увеличением скорости снижается твердость почвы, причем у экспериментального сошника твердость почвы выше и снижается плавно, в сравнении с серийным сошником. Это обосновывает возможность получения дружных всходов растений с учетом связи твердости почвы с плотностью после прохода двухдискового сошника с ребордами-бороздкообразователями.

Исходя из экономической оценки при сравнении двухдискового серийного и экспериментального сошников вытекает обоснованная эффективность и целесообразность использования экспериментального сошника с односторонними ребордами-бороздкообразователями.

Литература

1. Государственная программа устойчивого развития села на 2011-2015 годы - Минск, 2011 - 99 с.

2. Петровец, В. Р. Обзор и исследование одно- и двухстрочных современных дисковых сошников / В. Р. Петровец, Н. В. Чайчиц, С. В. Авсюкевич // Вестник Белорусской государственной академии. Горки. - 2009. - № 1. - С. 152-158.

3. Лепешкин, Н. Д. Выбор и использование комбинированных почвообрабатывающе-посевных агрегатов в условиях Республики Беларусь: рекомендации / Н. Д. Лепешкин, А. А. Точицкий, С. Ф. Лойко; НАН Беларуси РУП «Научно-практический центр национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства». - Минск, 2007. - 48 с.

4. Гайдуков, В. А. Повышение качества посева зерновых культур сошниковой группой с распределением и прикатыванием семян по ленте: автореф. дисс. … канд. техн. наук / В. А. Гайдуков; Бел. госуд с.-х. акад. - Горки., 1998. - 18 с.

5. Макарец, И. К. Почвенные показатели, характеризующие сопоставимость данных, полученных при испытаниях сельскохозяйственных машин / И. К. Макарец // Тр. Всес. НИИ сельхозмашиностроения. - М.: Машгиз, 1962. Вып. 32. - С. 67-76.

6. Клочков, А. В. Сельскохозяйственные машины: метод. указания к лаб. работам. Ч. 1 / А. В. Клочков, В. Г. Ковалев, К. К. Курилович, Н. В. Чайчиц. - Горки: БГСХА, 2003. - 56 с.

7. Организационно-экономическое обоснование курсовых и дипломных проектов: метод. указ. для студентов факультета механизации сельского хозяйства / И. Н Дайнеко [и др.]. - Горки, 1995. - 44с.

8. Теоретические и технологические основы посева сельскохозяйственных культур: сб. тр. / Всесоюзн. акад. с.х. наук; под ред. В. И. Анискина. - М., 1990. - 53 с.

9. Давлетшин, М. М. Дисковый сошник для отечественных зернотуковых сеялок / М. М. Давлетшин, Д. Т. Атнагулов // Вестник Башкирского государственного университета. - 2010. - № 3. - С. 30-33.

10. Сельскохозяйственные машины / Н. И. Кленин [и др.]. - М.: КолосС, 2008. - 816 с.

11. Петровец, В. Р. Сельскохозяйственные машины: практикум / В. Р. Петровец, Н. В. Чайчиц. - Минск: Ураджай, 2002. - С. 22-28.

12. Теоретические и технологические основы посева сельскохозяйственных культур: сб. науч. трудов / ВИМ механизации сельского хозяйства; под ред. С. А. Ма. - М., 1990. - 93 с.

Размещено на Allbest.ru