Підвищення механізму розподілу насіння грунтообробного посівного агрегату АППА 6-02 конструкторсько-технологічними методами

Abstract

Актуальність теми. Рівень продовольчої безпеки держави значною мірою корелює з обсягами валового збору зернових. Зерно є стратегічною сировиною, що формує насіннєві фонди, забезпечує населення продуктами харчування, а галузь тваринництва – необхідним зернофуражем. В умовах стабільності посівних площ, пріоритетними шляхами нарощування виробництва зерна стають підвищення врожайності культур та мінімізація втрат на всіх стадіях технологічного циклу. Збільшення валової продукції в агросекторі можливе, головним чином, за рахунок інтенсифікації виробництва, що передбачає впровадження інноваційних науково-технічних досягнень та передових практик. Це, у свою чергу, ставить перманентне завдання щодо підвищення експлуатаційної ефективності сільськогосподарських машин та знарядь. Важливе місце в системах механізації посідають зернові посівні агрегати, якість роботи яких безпосередньо впливає на кінцевий результат. Ефективність функціонування зернових сівалок детермінується якістю дистрибуції насіннєвого матеріалу, що забезпечується конструкцією висівної системи. Значна частина існуючих конструкцій є технічно та морально застарілими. Серед запропонованих інноваційних рішень найбільшу увагу привертають системи, що базуються на принципах централізованого дозування та пневматичного транспортування насіння. Такі системи дозволяють впроваджувати сучасні ресурсно- та енергозберігаючі технології. Проте, поширені пневматичні системи з розподільниками вертикального типу або індивідуальним дозуванням не позбавлені суттєвих недоліків: вони є порівняно енергоємними, характеризуються збільшеними габаритами та не завжди забезпечують належну якість висіву при роботі з насінням, що має гетерогенні фізико-механічні властивості. Найбільш перспективними вважаються одноступінчасті пневматичні системи, що реалізують групове дозування насіння та використовують розподільники горизонтального типу. Такі конструкції володіють перевагами у вигляді нижчої енерго- та матеріалоємності. Однак і вони не завжди здатні забезпечити необхідний рівень рівномірності розподілу насіннєвого потоку між окремими сошниками. Подальше вдосконалення розподільних систем неможливе без глибокого теоретичного розуміння процесів аеродинамічної взаємодії у потоці «повітря-насіння», з урахуванням фізико-механічних властивостей останнього. Для цього необхідно розробити адекватну модель процесу переміщення насіння у повітряному потоці, що забезпечить можливість наукового обґрунтування технології руху повітряно-зернової суміші та раціональних конструктивних параметрів розподільчої системи. У зв'язку з цим, науково-технічне завдання, спрямоване на підвищення якості дистрибуції насіння по насіннєпроводах шляхом обґрунтування конструктивних і технологічних параметрів розподільчого пристрою (на основі моделювання руху повітряно-зернової суміші в розподільнику горизонтального типу), є беззаперечно актуальним. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є розробка методики підвищення якості розподілу насіння шляхом вдосконалення розподільної системи ґрунтообробного посівного агрегату. Для досягнення поставленої мети, необхідно виконати такі завдання: - здійснювати огляд та аналіз агротехнічних вимог до сівби зернових культур та основні фізико-механічні властивості насіння. - визначення можливості математичного опису технологічного процесу роботи пневматичних систем сівалок у вигляді течії газу з частинками. - розробити математичну модель технологічного процесу роботи розподільної системи сівалки з пневматичним транспортуванням насіння. Обґрунтувати прийняті спрощення і припущення. - розробити методику економічної ефективності використання сівалки з експериментальною пневматичною системою. Об’єктом магістерської кваліфікаційної роботи є технологічний процес розподілу насіння повітряним потоком в розподільчій системі зернової сівалки. Предметом магістерської кваліфікаційної роботи є закономірності технології руху повітряно-зернової суміші і впливу конструктивно-технологічних параметрів розподільного пристрою на якість розподілу насіння. Методи дослідження є теоретичні дослідження з використанням методики механіки двофазних середовищ «газ - тверді частинки» і методи класичної гідродинаміки. Експериментальні дослідження в лабораторних і виробничих умовах виконані з використанням стандартних і приватних методик із застосуванням методів планування експерименту. Практична цінність отриманих у ході проведених експериментально-теоретичних досліджень отримали практичну реалізацію у вдосконаленні посіву зернових культур. Посів ґрунтообробним посівним агрегатом з експериментальною пневматичною висівною системою забезпечує нерівномірність розподілу насіння по сошниках не більше 5%, замість 13% у серійного. Апробація результатів магістерської роботи. Основні положення роботи доповідались на щорічних науково-практичних конференціях студентів факультету конструювання та дизайну. Опубліковано тези доповідей у збірнику наукових тез на тему «Підвищення надійності механізму розподілу насіння ґрунтообробного посівного агрегату шляхом інтеграції технології «цифрового двійника» та адитивного виробництва».