Исследование процесса подачи семян пропашных культур вакуумным аппаратом точного высева
- Авторы: Несмиян А.Ю.1, Дубина К.П.1, Бутенко А.Ф.1, Жигайлова А.П.1, Войнаш С.А.2, Ореховская А.А.2
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО Донской ГАУ
- Казанский федеральный университет
- Выпуск: Том 34, № 3 (2024)
- Страницы: 388-406
- Раздел: Технологии, машины и оборудование
- Дата подачи: 04.07.2024
- Дата принятия к публикации: 08.07.2024
- Дата публикации: 24.09.2024
- URL: https://journals.rcsi.science/2658-4123/article/view/258728
- DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.034.202403.388-406
- ID: 258728
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Производительность сеялок точного высева зависит от многих факторов, в том числе и от функциональных возможностей их дозирующих систем, модернизация которых возможна только на основе достоверных закономерностей, позволяющих прогнозировать показатели поштучной подачи семян в борозду.
Цель исследования. Анализ влияния диаметра присасывающих отверстий аппарата точного высева и создаваемого в них разрежения на характеристики подачи семян основных пропашных культур.
Материалы и методы. Результаты исследования получены на основании серии экспериментов по высеву семян кукурузы и подсолнечника аппаратом сеялки МС-8, принцип действия которого можно считать типовым для вакуумных посевных машин.
Результаты исследования. Получены эмпирические зависимости частностей нулевых и групповых подач семян таких пропашных культур, как кукуруза и подсолнечник от площади присасывающих отверстий и величины разрежения в вакуумной камере.
Обсуждение и заключение. Полученные количественные оценки носят частный характер и могут отличаться для семян с другими технологическими свойствами даже одной культуры. Обобщающими являются данные о том, что частость формирования пропусков семян пропорциональна величине силы присасывания в рабочей плоскости дозирующего элемента, независимо от его площади. В то же время вероятность образования двойных подач зависит от площади дозирующих отверстий – при постоянной силе присасывания уменьшение их диаметра приводит к уменьшению частоты двойных подач. Полученные данные позволяют рассматривать совместное варьирование величины разрежения в вакуумной камере и диаметра присасывающих отверстий как эффективные инструменты повышения качества подачи семян.
Полный текст
Введение
Обзор литературы
здесь , , , , где λmin, λmax и λcp – соответственно минимальное, максимальное и среднее расчетные значения соотношения условно «полезных» сил и сил сопротивления (зависят от варьирования физико-механических свойств высеваемых семян, отдельных параметров и режимов работы ВВА); σ – расчетное значение среднеквадратического отклонения величины ε.
Рис. 1. Исследуемый вакуумный высевающий аппарат
Таблица 1. Некоторые размерно-массовые характеристики посевного материала
Table 1. Some size and mass characteristics of seed material
Гибрид / Сорт | Показатель / Index | σX | аX | |
Подсолнечник Пионер / Sunflower Pioneer | Длина, мм / Length, mm | 10,0 | 0,7 | 0,05 |
Ширина, мм / Width, mm | 5,6 | 0,5 | 0,03 | |
Толщин, мм / Thickness, mm | 3,3 | 0,5 | 0,03 | |
Масса 1 000 семян, г / Mass of 1 000 seeds, g | 58,9 | – | – | |
Кукуруза Зерноградский 282 МВ / Corn Zernogradskiy 282 MV | Длина, мм / Length, mm | 11,6 | 0,7 | 0,03 |
Ширина, мм / Width, mm | 8,8 | 0,8 | 0,03 | |
Толщина, мм / Thickness, mm | 5,6 | 0,7 | 0,03 | |
Масса 1 000 семян, г / Mass of 1 000 seeds, g | 253,6 | – | – |
Таблица 2. Условия реализации эксперимента
Table 2. Conditions for the experiment
Подсолнечник / Sunflower | Кукуруза / Corn | ||||||||||
d, мм / mm | Разрежение, Н, кПа / Vacuum, Н, kPa | d, мм / mm | Разрежение, Н, кПа / Vacuum, Н, kPa | ||||||||
Варианты / Variants | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Варианты / Variants | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
2,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 | 12,0 | 2,5 | 5,0 | 6,5 | 8,0 | 9,5 | 11,0 |
2,3 | 3,0 | ||||||||||
2,6 | 3,5 |
Рис. 3. Характеристики работы ВВА МС-8 при подаче семян подсолнечника
1 Оптимизация вакуумных высевающих аппаратов пропашных сеялок : моногр. / А. Ю. Несмиян [и др.]. Зерноград, 2013. 176 с.; Chernyshov A. V., Soldatov Yu. I. Experimental research of soybean seeding quality by the sowing section of the TSM-4150 seeder // Актуальные проблемы аграрной науки, производства и образования: материалы VIII международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (на иностранных языках). Воронеж, 2022. С. 78–82.
2 Нормативная годовая загрузка тракторов и сельскохозяйственных машин (справочное). URL: https://studfile.net/preview/2905742/page:58 (дата обращения: 05.07.2023).
3 Несмиян А. Ю. Совершенствование технологического процесса высева семян тыквы аппаратом пневматической сеялки : дис. ... канд. техн. наук. Зерноград, 2003. 139 с.
4 QDAF, Varieties and planting of maize // Department of Agriculture, Fisheries and Forestry Queensland. 2016. URL: https://www.daf.qld.gov.au/business-priorities/agriculture/plants/crops-pastures/broadacre-field-crops/varieties-planting-maize (дата обращения: 17.09.2021); World of Corn. U.S Production per state from USDA data // URL: http://www.worldofcorn.com/#us-corn-production-by-state (дата обращения: 17.09.2021).
5 Millerovoselmash. MS-8 block-type seeder (basic model). Operation manual (for an operator). Millerovo. 2011. URL: https://www.rosagromir.ru/upload/iblock/fb0/MS_8_manual.pdf (дата обращения: 25.02.2024).
Об авторах
Андрей Юрьевич Несмиян
ФГБОУ ВО Донской ГАУ
Автор, ответственный за переписку.
Email: nesmiyan.andrei@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5556-1767
ResearcherId: N-6221-2018
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологий и средств механизации агропромышленного комплекса, Азово-Черноморский инженерный институт
Россия, 347740, г. Зерноград, ул. Ленина, 21Константин Павлович Дубина
ФГБОУ ВО Донской ГАУ
Email: longonor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0543-9306
ResearcherId: GSD-2794-2022
кандидат технических наук, ассистент кафедры технической механики и физики, Азово-Черноморский инженерный институт
Россия, 347740, г. Зерноград, ул. Ленина, 21Александр Федорович Бутенко
ФГБОУ ВО Донской ГАУ
Email: butenko.1977@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9530-3001
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технической механики и физики, Азово-Черноморский инженерный институт
Россия, 347740, г. Зерноград, ул. Ленина, 21Анастасия Павловна Жигайлова
ФГБОУ ВО Донской ГАУ
Email: nastena30.1997@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0904-0933
ResearcherId: GWQ-5701-2022
аспирантка, Азово-Черноморский инженерный институт
Россия, 347740, г. Зерноград, ул. Ленина, 21Сергей Александрович Войнаш
Казанский федеральный университет
Email: sergey_voi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5239-9883
Scopus Author ID: 57194339935
ResearcherId: AAK-2987-2020
младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Интеллектуальная мобильность» Института дизайна и пространственных искусств
Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлёвская, 18Александра Александровна Ореховская
Казанский федеральный университет
Email: orehovskaja_aa@bsaa.edu.ru
ORCID iD: 0000-0001-8149-7191
Scopus Author ID: 57211231389
ResearcherId: AAO-7956-2021
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Интеллектуальная мобильность» Института дизайна и пространственных искусств
Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлёвская, 18Список литературы
- Evaluation of Technical Characteristics and Agrotechnical Performance Indicators of Seeders of Various Assembling / A. Nesmiyan [et al.] // XIV International Scientific Conference “INTERAGROMASH 2021”. 2022. Vol. 246. P. 88–101. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81619-3_10
- Анализ конструкций пропашных сеялок / В. И. Хижняк [и др.] // Вестник аграрной науки Дона. 2020. № 4 (52). С. 42–52. URL: https://clck.ru/3CgXo8 (дата обращения: 25.02.2024).
- Основные направления совершенствования сеялок точного высева пропашных культур / А. А. Завражнов [и др.] // Вестник НГИЭИ. 2022. № 1 (128). С. 7–21. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2022-1-7-21
- Киреев И. М., Коваль З. М., Зимин Ф. А. Распределение семян подсолнечника в рядок в зависимости от скоростных режимов работы пневматического высевающего аппарата // Техника и оборудование для села. 2021. № 8 (290). С. 14–17. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-8-14-17
- Kryuchin N. P., Gorbachev A. P. Improvement of the technological process of sowing sunflower seeds with a pneumatic seed planter // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 845. Article no. 012136. https://doi.org/10.1088/1755-1315/845/1/012136
- Операция посева – ключевой элемент создания технологий растениеводства шестого технологического уклада / П. В. Лаврухин [и др.] // Вестник аграрной науки Дона. 2021. № 4 (56). С. 24–32. URL: https://clck.ru/3Bnepo (дата обращения: 25.02.2024).
- Результаты исследований агротехнических показателей селекционной сеялки «Деметра» / В. И. Пахомов [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2022. Т. 32, № 1. С. 90–109. https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202201.090-109
- Геометрия посева пропашных культур / А. А. Завражнов [и др.] // Российская сельскохозяйственная наука. 2022. № 1. С. 59–66. https://doi.org/10.31857/S2500262722010100.
- Sunflower Crop and Climate Change: Vulnerability, Adaptation, and Mitigation Potential from Case-Studies in Europe / P. Debaeke [et al.] // OCL. 2017. Vol. 24, Issue 1. P. 1–15. https://doi.org/10.1051/ocl/2016052
- Potential of Corn Silage Production in Different Sowing Times in the Paraná Midwest Region / M. Neumann [et al.] // Applied Research & Agrotechnology. 2016. Vol. 9, Issue 1. P. 37–44. https://doi.org/10.5935/PAET.V9.N1.04
- Markova N. V. Influence of sowing terms and technological features of cultivation on the formation of yield and seed quality of hybrids of sunflower // Herald of agrarian science of Black sea region. Mykolayv. 2010. Issue 2 (53). P. 212–218. https://doi.org/10.9790/2380-0909015964
- Optimization of Sowing Time for Grain Sorghum and Millet / A. V. Baranovsky [et al.] // Bioscience Research. 2020. Vol. 17, Issue 2. P. 1121–1128. URL: https://www.isisn.org/BR17(2)2020/1121-1128-17(2)2020BR20-97.pdf (дата обращения: 25.02.2024).
- Effects of Cropping Architect and Sowing Date on Forage Quantity and Quality of Corn (Zea Maize L.) as a Second Crop in Western Iran / A. Shirkhani [et al.] // Annals of Biological Research. 2012. Vol. 3, Issue 9. P. 4307–4312. URL: https://clck.ru/3Bnfzw (дата обращения: 25.02.2024).
- Пневматический высевающий аппарат : патент 207950 A01C 7/04 Российская Федерация / А. А. Завражнов [и др.]. № 2021124211 ; заявл. 16.08.2021 ; опубл. 25.11.2021. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPMAP&DocNumber=2021124211&TypeFile=html (дата обращения: 25.02.2024).
- Должикова Н. Н., Должиков В. В. Качественный посев семян подсолнечника // Тенденции развития науки и образования. 2020. № 2. С. 86–88. https://doi.org/10.18411/lj-07-2020-42
- Дубина К. П. Оптимизация подачи семян кукурузы дозирующими элементами переменного сечения // Аграрный научный журнал. 2019. № 2. С. 86–91. https://doi.org/10.28983/asj.y2019i2pp86-91
- Design and Study of Seeding Devices for Small Selection Seeding Machines / V. Nemtinov [et al.] // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 126. Article no. 00008. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912600008
- Theoretical studies of movement of loose material in a dosing device / Yu. M. Isaev [et al.] // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2018. Т. 9, № 5. С. 834–840. EDN: XPNHWH
- Крючин Н. П., Котов Д. Н., Артамонова О. А. Теоретическое исследование процесса перемещения замоченных семян рабочими органами торсионно-штифтового высевающего аппарата // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 2 (82). С. 148–152. EDN: JIBNQA
- Evaluation of the Efficiency of Row-Crop Seeders using Vacuum and Extrabaric Seed Metering Methods / Khizhnyak V. I. [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 659. Article no. 012045. https://doi.org/10.1088/1755-1315/659/1/012045
- Разработка дозирующего модуля сеялки пунктирного высева СПВ-870 / В. И. Хижняк [и др.] // Вестник аграрной науки Дона. 2020. № 2 (50). С. 27–33. EDN: NDTIQJ
- Markvo I., Zubrilina E., Novikov V. Precise Seeding Planter Concept with Air Pumped Seedtube // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 126. Article no. 00054. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912600054
- Теоретическое исследование процесса дозирования семян с использованием нагнетающего воздушного потока / В. И. Хижняк [и др.] // Вестник аграрной науки Дона. 2021. № 4 (56). С. 46–54. URL: https://clck.ru/3ChJQ3 (дата обращения: 25.02.2024).
- Киреев И. М., Коваль З. М., Зимин Ф. А. Обеспечение режимов работы высевающего аппарата специализированным оборудованием // Тракторы и сельхозмашины. 2021. T. 88, № 4. С. 6–12. https://doi.org/10.31992/0321-4443-2021-4-6-12
- Киреев И. М., Коваль З. М., Зимин Ф. А. Новые метод и средство контроля качества работы пневматических высевающих аппаратов точного высева семян // Техника и оборудование для села. 2020. № 1 (271). С. 24–27. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-1-24-27
- Модернизация системы контроля высева семян на пропашных сеялках / А. И. Завражнов [и др.] // Сельский механизатор. 2021. № 7. С. 8–9. URL: http://selmech.msk.ru/721.html (дата обращения: 25.02.2024).
- Попов А. Ю. Моделирование квадратно-гнездового посева // Инженерные технологии и системы. 2020. Т. 30, № 4. С. 524–549. https://doi.org/10.15507/2658-4123.030.202004.524-549
- Maize Production Technologies in India / C. M. Parihar [et al.] // DMR Technical Bulletin. Directorate of Maize Research, Pusa Campus, New Delhi-110012. 2011. URL: https://iimr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2020/03/Maize-production-technologies-03012017.pdf (дата обращения: 25.02.2024)
- Orjuela S., Pabon J., Fonseca M. Experimental Assessment of Emissions in Low Displacement Diesel Engines Operating with Biodiesel Blends of Palm and Sunflower Oil // International Journal on Engineering Applications. 2021. Vol. 9, Issue 3. P. 128–136. URL: https://doi.org/10.15866/irea.v9i3.19810
- Corn (Zea Mais L.) Sowing Quality in the Province of Corrientes, Argentina / O. R. Pozzolo [et al.] // Rev. FCA UNCUY. 2020. Vol. 52, Issue 2. P. 111–123. URL: https://revistas.uncu.edu.ar/ojs/index.php/RFCA/article/view/4042 (дата обращения: 25.02.2024).
- Substantiation of Seed Disc Construction for Sowing Seeds / I. N. Krasnov [et al.] // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2018. Vol. 9, Issue 3. P. 985–996. URL: https://clck.ru/3CjFT9 (дата обращения: 25.02.2024).
- Vacuum planter’s seed supply quality as affected by the diameter of suction holes / A. Nesmiyan [et al.] // International Review of Automatic Control. 2022. Vol. 15, No. 2. С. 52–57. https://doi.org/10.15866/ireaco.v15i2.21493
- Probabilistic Modeling for Dynamic Processes / A. Nesmiyan [et al.] // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 175. Article no. 05019. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017505019
- Стенд для испытания высевающих аппаратов сеялок точного высева : патент 2356210 C1 Российская Федерация / Лобачевский П. Я. [и др.]. № 2007143012/12 ; заявл. 20.11.2007 ; опубл. 27.05.2009. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2356210C1_20090527 (дата обращения: 25.02.2024).
- Несмиян А. Ю., Дубина К. П., Жигайлова А. П. Влияние диаметра присасывающих отверстий аппарата точного высева на характеристики подачи семян кукурузы и подсолнечника // Инженерные технологии и системы. 2023. Т. 33, № 1. С. 21–36. https://doi.org/10.15507/2658-4123.033.202301.021-036