Совершенствование процесса распределения гранулированных удобрений рабочими органами низкорамного разбрасывателя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Коротков Илья Владимирович

• Коротков Илья Владимирович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Коротков Илья Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Преимущества твёрдых форм удобрений, их основные структурно -механические свойства

1.2 Технологии, способы и требования, предъявляемые к внесению гранулированных удобрений

1.3 Анализ технических средств для сплошного распределения твёрдых удобрений

1.4 Конструктивные особенности бросковых аппаратов для распределения сыпучих материалов

1.5 Обзор исследований аппаратов броскового типа для распределения удобрений

1.6 Цель и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИЙ ПО ПОВЕРХНОСТИ ПОЛЯ

2.1 Особенности движения частиц удобрения в полёте при поверхностном распределении

2.2 Исследование движения частиц удобрения по лопаткам роторного разбрасывателя

2.3 Обоснование параметров горизонтального разбрасывающего диска

2.4 Обоснование параметров питателя разбрасывающего диска

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Цель и программа исследований

3.2 Методика лабораторных исследований гранулированных удобрений

3.3 Описание экспериментальных установок

3.4 Методика определения области распределения удобрений роторными разбрасывающими устройствами

3.5 Методика определения равномерности распределения удобрений экспериментальным низкорамным разбрасывателем

3.6 Методика решения задачи по определению рациональных конструктивных параметров дополнительного разбрасывающего устройства

3.7 Методика решения задачи по определению рациональных конструктивных параметров питателя разбрасывающего диска

3.8 Методика производственного опыта

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Анализ основных свойств гранул удобрений

4.2 Определение области распределения удобрений роторными разбрасывающими устройствами

4.3 Определение параметров и режимов работы разбрасывающего диска

4.4 Определение параметров и режимов работы питателя разбрасывающего диска

4.5 Результаты производственного опыта

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВНЕДРЕНИЯ РАЗБРАСЫВАТЕЛЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИЙ ПРЕДЛАГАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ В ПРОИЗВОДСТВО

5.1 Применение низкорамного кузовного разбрасывателя в сельскохозяйственном производстве

5.2 Определение затрат на изготовление низкорамного кузовного разбрасывателя гранулированных удобрений

5.3 Определение затрат на эксплуатацию машин для внесения удобрений

5.4 Сравнительная оценка экспериментального разбрасывателя и серийной

машины для внесения удобрений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса распределения гранулированных удобрений рабочими органами низкорамного разбрасывателя»

ВВЕДЕНИЕ

Повышение урожайности, и, как следствие, увеличение валовых сборов зерна возможно на основе применения гранулированных удобрений, обогащающих почву различными макро- и микроэлементами.

Современная промышленность позволяет гранулировать и органические, и минеральные, и органо-минеральные удобрения, что даёт возможность экономно и эффективно их хранить и транспортировать, а также использовать для распределения по поверхности поля разных по составу удобрений сельскохозяйственными машинами схожей конструкции.

Актуальность темы исследования. Обычно сельхозтоваропроизводители применяют машины с рабочими органами в виде дисков, вращающихся относительно вертикальной оси. Однако, машины с устройствами такого типа, как правило, не обеспечивают достаточную равномерность внесения удобрений - края полосы рассева засеваются недостаточно, что влечёт за собой увеличение количество проходов по полю. Применение разбрасывателей с рабочими органами на горизонтальной оси вращения положительно зарекомендовало себя по ряду исследований. Тем не менее, существуют сложности по внедрению машин с двумя разнонаправленными роторами.

Поэтому совершенствование конструкции низкорамного кузовного разбрасывателя гранулированных удобрений является перспективным направлением.

Степень разработанности темы. Изучению теоретических аспектов процесса внесения удобрений посвящены работы многих отечественных и зарубежных учёные. В частности, известны исследования Репетова А. Н., Чер-новолова В. А., Бровченко А. Д., Якимова Ю. И., Догановского М.Г., Забродина В.П., Овчинникова В.А., Дьячкова А.П., Колесникова Н.П., Костенко М.Ю., Головина С. И., Булавинцева Р. А. и многих других исследователей.

Согласно большинству работ в этой области, поиск технического решения, позволяющего соблюсти равномерность рассева удобрений в рамках,

рекомендованных агротехническими требованиями, с сохранением или увеличением производительности агрегата, является основной задачей в области механизации процесса поверхностного распределения гранулированных удобрений.

Цель работы - повышение качества распределения гранулированных удобрений и производительности низкорамного кузовного разбрасывателя путём совершенствования конструкции его рабочих органов.

Достижение заявленной цели стало возможным благодаря выполнению следующих задач:

1. Определить необходимые значения физико-механических свойств гранулированных удобрений для обоснования параметров рабочих органов низкорамного кузовного разбрасывателя.

2. Разработать математическую модель движения частицы по скатной поверхности вибрационного питателя, разбрасывающего диска и роторных разбрасывающих устройств.

3. Экспериментально оценить параметры работы рабочих органов низкорамного кузовного разбрасывателя в полевых условиях.

4. Провести расчет экономического эффекта от внедрения разработки в сельскохозяйственное производство.

Объект исследования - технологический процесс распределения гранулированных удобрений.

Предмет исследования - закономерности технологического процесса распределения гранулированных удобрений.

Научная новизна:

- математическая модель движения частицы по скатной поверхности вибрационного питателя разбрасывающего диска, отличающаяся аппроксимацией численного решения нелинейного дифференциального уравнения движения частицы в направлении касательной к скатной поверхности;

- конструкция рабочих органов разбрасывателя гранулированных удобрений, обеспечивающая повышение качества распределения

гранулированных удобрений по поверхности поля и производительности машинно-тракторного агрегата, отличающаяся тем, что в задней части кузова смонтированы роторные разбрасывающие устройства, а также разбрасывающий диск и питатель разбрасывающего диска;

- закономерности рабочего процесса разбрасывающего диска, отличающиеся учётом особенности скатывания частиц по поверхности вибрационного питателя.

Положения, выносимые на защиту:

- аналитическая зависимость, описывающая траекторию скатывания частицы под действием вибрационной силы, позволяющая обосновать параметры скатной поверхности вибрационного питателя разбрасывающего диска;

- конструкция рабочих органов разбрасывателя гранулированных удобрений, обеспечивающая повышение качества распределения гранулированных удобрений по поверхности поля, а также ширины захвата агрегата, и, как следствие, его производительности;

- закономерности рабочего процесса разбрасывающего диска и роторных разбрасывающих устройств, позволяющие обосновать режимы работы низкорамного кузовного разбрасывателя.

Методология и методы исследования. При проведении теоретических исследований использовались известные законы классической механики, математики, методов статистики, а также методики планирования экспериментальных испытаний и математического моделирования. Исследования осуществляли при использовании проверенных приборов и ЭВМ, опытных образцов машины для внесения удобрений и стационарной экспериментальной установки. Оригинальные исследования на этапе эксперимента осуществлялись согласно методикам его планирования, а также на основе стандартных и типовых методик. Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью современного программного обеспечения: « Microsoft Excel 2010», «MathCAD 15», «STATGRAPHICS Plus 2.1».

Теоретическая значимость работы заключается в получении аналитических зависимостей, описывающих движение частиц удобрений: по лопаткам роторного разбрасывающего устройства, позволяющих производить расчёты конструктивных параметров лопатки; по скатной поверхности питателя разбрасывающего диска, позволяющих определить конструктивно-режимные параметры вибрационного питателя; по лопастям разбрасывающего диска, позволяющих производить расчёты конструктивно -режимных параметров разбрасывающего диска.

Практическая значимость работы. Разработана и теоретически обоснована конструкция рабочих органов низкорамного кузовного разбрасывателя гранулированных удобрений, включающая три рабочих органа центробежного типа, два из которых роторного исполнения, а один - в форме горизонтального разбрасывающего диска, а также вибрационный питатель для транспортировки удобрений к разбрасывающему диску, позволяющая повысить качество распределения удобрений, а также производительность машины; экспериментально установлены закономерности рабочего процесса разбрасывающего диска, отличающиеся учетом особенности скатывания частиц по поверхности вибрационного питателя.

Разработана, запатентована (патенты №№2795993; 220868; 235006), опробована и внедрена (акты внедрения от 10.04.2023 в ИП глава КФХ Полянский С.А., от 13.04.2023 в ИП глава КФХ Астапов В.Н., от 19.04.2023 в ИП глава КФХ «Олымь» Курской области) новая конструкция разбрасывателя гранулированных удобрений с двумя основными рабочими органами роторного типа и дополнительным разбрасывающим рабочим органом в форме центробежного диска.

Степень достоверности полученных результатов обеспечивалась применением методов, связанных с математической обработкой данных, статистическим и многофакторным анализом полученных результатов исследований и подтверждается высокой степенью сходимости результатов теоретических исследований и эмпирических испытаний.

Реализация результатов исследований. Экспериментальные испытания производились на базе Курского ГАУ в лабораторных условиях (с использованием стационарной экспериментальной установки) и на опытном поле (при применении опытного образца разбрасывателя гранулированных удобрений). Производственные исследования проводились в ИП глава КФХ Полянский С.А., ИП глава КФХ Астапов В.Н., ИП глава КФХ «Олымь», о чём свидетельствуют акты внедрения. Материалы исследований внедрены в образовательный процесс при чтении лекций, выполнении лабораторных работ, курсовых и выпускных квалификационных работ со студентами и аспирантами в ФГБОУ ВО «Курский государственный аграрный университет имени И.И. Иванова».

Апробация результатов исследований. Основные материалы диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на международных научно-практических конференциях "Наука молодых - будущее России" (Курск, 2020 г.), "Тенденции развития технических средств и технологий в АПК" (Воронеж, 2021 г.), "Молодёжь и XXI век" (Курск, 2021 г.), "Научно-образовательная среда как основа развития интеллектуального хозяйства регионов России" (Чебоксары, 2021 г.), "Современные проблемы и направления развития агроинженерии в России" (Курск, 2021 г.), "Значения инновационных технологий в устойчивом развитии водного хозяйства" (Бухара, 2023), национальных научно-практических конференциях "Молодёжная наука - развитию агропромышленного комплекса" (Курск, 2020), "Современные ресурсоэффективные технологии и технические средства в АПК" (Курск, 2021 г.).

Производственные испытания проводились в ИП глава КФХ Полянский С.А., ИП глава КФХ Астапов В.Н., ИП глава КФХ «Олымь» Курской области.

В ходе исследования была выполнена научно -исследовательская работа по теме Министерства сельского хозяйства Российской Федерации

"Разработка предложений по повышению энергоэффективности машин для внесения минеральных агромелиорантов".

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы печатные работы: 21 работа, рецензируемая по списку РИНЦ, 6 из которых входят в перечень рецензируемых научных изданий ВАК, получено 3 патента РФ на изобретение и полезную модель.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников (136 наименований) и приложений. Диссертация изложена на 13 5 страницах текста и включает 19 таблиц и 68 рисунков. Кроме того, содержит приложения на 4 4 страницах с таблицами и рисунками.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

В рамках Федеральной научно -технической программы развития сельского хозяйства поставлена задача к 2030 году обеспечить переход к высокопродуктивному и экологически чистому агрохозяйству [1]. Повышение продуктивности сельскохозяйственного производства невозможно без роста объёмов производства продукции растениеводства. Так, Министерство сельского хозяйства ставит задачу обеспечения стабильного сбора зерновых на уровне 148 млн тонн с возможностью экспорта в объеме более 55 млн тонн в год к 2027 году [2, 3].

Повышение урожайности, и, как следствие, увеличение валовых сборов зерна невозможно без внедрения комплекса агротехнических мероприятий и технологий, обеспечивающих устойчивый экономический эффект, сохранение и повышение плодородия почвы, а также улучшение состояния экологической безопасности. Одним из наиболее действенных методов, направленных на восполнение почвенного плодородия, является удобрение почв [4, 5, 6].

Сельхозтоваропроизводителями применяются органические и минеральные удобрения, обогащающие почву различными макро- и микроэлементами. Применение исключительно минеральных удобрений может нанести существенный вред экосистеме [7]. Ряд исследователей рекомендует системное совокупное применение органических и минеральных удобрений [8, 9, 10]. Однако, в Российской Федерации наблюдается резкое сокращение поголовья сельскохозяйственных животных, и, как следствие, сокращается выход навоза [11]. Животноводческие фермы и другие предприятия в настоящее время не могут обеспечить все потребности сельхозтоваропроизводителей в удобрениях.

Тем не менее, рост урожайности сельскохозяйственных культур тесно связан с ростом объёмов применяемых удобрений. Заменить органические удобрения можно минеральными, но их применение несёт за собой ряд особенностей [12, 13]. Минеральные удобрения положительно влияют на

растения, но загрязняют почву. В результате почва деградирует, возрастает кислотность, замедляется развитие микроорганизмов, что негативно сказывается на качестве выращиваемого урожая [14]. При нехватке органических удобрений для получения высокой урожайности и высокого качества продукции растениеводства возможно внесение сбалансированных органо -минеральных удобрений. Применение удобрений, имеющих в своём составе органическое вещество и минеральные соединения, а также смесей органо-минераль-ных удобрений с другими удобрениями позволяет повысить усвояемость минералов растениями. Такие удобрения не только не несут негативного влияния на почву, но и могут полностью заменить минеральные подкормки [15, 16].

По форме выпуска органо-минеральные удобрения выпускают в виде твёрдых гранул либо в жидком виде - концентраты, которые необходимо смешать с водой. Современная промышленность позволяет гранулировать и органические удобрения, такие как птичий помёт, конский и коровий навоз и др. В форме гранул обычно выпускаются и минеральные удобрения, которые в настоящее время наиболее широко применяются в сельскохозяйственном производстве [17, 18].

Удобрения в гранулированной форме эффективно хранить, транспортировать и смешивать. Помимо этого, универсальность формы удобрений позволяет применять одни и те же сельскохозяйственные машины для их рассева по полю [19].

В настоящее время существуют различные варианты внесения твёрдых удобрений. Применяются сложные комбинированные агрегаты, способствующие одновременному выполнению нескольких технологических операций. Машины, позволяющие одновременно производить посев семян и высев удобрений, эффективны, однако сложны конструктивно, и требуют предварительной подготовки поля. Наиболее простым вариантом внесения твёрдых удобрений является поверхностный.

Обычно сельхозтоваропроизводители применяют навесные или прицепные машины с рабочими органами в виде одного или нескольких дисков

(тарелок), вращающихся относительно вертикальной оси. Рабочие органы такой конструкции обладают существенным недостатком: часть удобрений неминуемо ссыпается с диска вблизи машины, что приводит к повышению неравномерности внесения, причём пиковые дозы внесения в этом случае находятся в середине полосы рассева [20, 21]. Применение разбрасывателей с рабочими органами на горизонтальной оси вращения (роторного типа) ряд исследователей считает целесообразным [17, 19, 22, 23, 24], но в случае их применения полоса рассева вблизи машинно-тракторного агрегата, как правило, засевается недостаточно. Расположение роторов в таких машинах позволяет сделать их конструкцию низкорамной с целью сокращения времени загрузки [22]. Тем не менее, существуют сложности по внедрению машин с двумя разнонаправленными роторами.

В данной работе представлены результаты изысканий по разработке конструкции низкорамного кузовного разбрасывателя гранулированных удобрений.

1.1 Преимущества твёрдых форм удобрений, их основные структурно-механические свойства

В настоящее время, когда расширение площади сельскохозяйственных угодий аграрных предприятий практически неосуществимо, в сельскохозяйственном производстве наблюдается заинтересованность сельхозтоваропроизводителей в повышении урожайности сельскохозяйственных культур за счёт применения наиболее эффективных для растений питательных веществ и комплексной защиты растений, а также восполнения почвенного плодородия [25, 26, 27].

Повышение почвенного плодородия возможно как за счёт применения органических удобрений, так и с использованием минеральных компонентов, что позволяет осуществить увеличение урожайности, а их системное

применение позволяет увеличить урожайность сельскохозяйственных культур более чем в 1,5 раза [14, 15, 16, 28].

Однако, существующая в настоящее время тенденция к биологизации земледелия предполагает отказ от применения минеральных удобрений и использование органических форм, производимых также на экологически чистых предприятиях.

Применение удобрений, содержащих органические компоненты обоснованно и при интенсивной технологии земледелия. Запрос растениеводческих предприятий к органическим элементам питания растений таким образом, неуклонно растёт. Однако в настоящее время наблюдается резкое сокращение животноводческих предприятий. Согласно данным Федеральной службы государственной статистики РФ в период с 1990 по 2024 гг. [10] численность большинства видов сельскохозяйственных животных претерпела следующие изменения (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Поголовье сельскохозяйственных животных в России в период с 1990 по 2024 гг.

Год Численность сельскохозяйственных животных, млн голов

Коровы Свиньи Овцы и козы Лошади Птица

1990 20,6 38,3 58,2 2,6 660

1995 17,4 22,6 28 2,4 423

2000 12,7 15,8 15 1,6 341

2005 9,5 13,8 18,6 1,3 357

2010 8,7 17,3 21,7 1,3 450

2015 8,1 21,4 24,6 1,2 544

2020 7,9 25,9 21,7 1,3 520

2024 7,3 27,8 19,2 1,3 556

Поголовье крупного рогатого скота в России за исследуемый период сократилось в 2,8 раз, а поголовье лошадей - в 2 раза. Однако, в последние два десятилетия наблюдается устойчивый рост поголовья птиц и свиней (55% и 101% соответственно). Исходя из этого, делаем вывод, что выход навоза крупного рогатого скота, одного из самых востребованных органических удобрений, многократно уменьшился. Выход самого ценного по содержанию

питательных веществ конского навоза также уменьшился. При этом сохраняется тенденция к увеличению количества свиноводческих ферм и птицеводческих предприятий.

Применение свиного навоза в растениеводстве трудоёмко, капитало - и энергозатратно, а из птичьего помёта, навоза крупного рогатого скота и навоза лошадей современные технологии позволяют при помощи соответствующего оборудования получать удобрения гранулированной формы, более удобные в хранении, а также транспортировке [17, 18]. В форме гранул и мелкодисперсных частиц выпускаются не только органические, но и минеральные удобрения, используемые в большинстве современных сельскохозяйственных предприятий, работающих по интенсивной системе земледелия, а также органо -минеральные формы удобрений, применяемые в условиях, когда органические удобрения не обеспечивают полного баланса макро - и мезоэлементов.

Одними из наиболее важных для сельхозтоваропроизводителей являются физические и структурно-механические показатели удобрений, такие как прочность гранул, гранулометрический состав, слёживаемость. Для аграриев важно, чтобы удобрения при внесении распределялись наиболее равномерно. Для этого в сельскохозяйственном машиностроении учитываются факторы, влияющие на изменение структурно-механических свойств вносимых материалов.

Прочность определяется тремя показателями: статической и динамической прочностью, а также прочностью на истирание (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Прочность гранул удобрений

Вид удобрений Диаметр гранул, мм Влажность, % Прочность гранул, МПа

Аммиачная селитра 1,5 - 2,0

2,0 - 1,9

2,5 - 0,8

Карбамид 1,0 0,3 1,5

2,0 0,3 0,9

Аммофос 1,0-3,2 1,0 5,5

Продолжение таблицы 1.2

Вид удобрений Диаметр гранул, мм Влажность, % Прочность гранул, МПа

Нитроаммофос 1,0 1,5 1,4

2,0 1,5 1,3

3,0 1,5 1,2

Нитроаммофоска 1,0 0,2 10,4

2,0 0,2 11,1

3,0 0,2 10,9

Карбоаммофос 1,0 0,3 7,0

2,0 0,3 4,4

3,0 0,4 3,5

Полисуперфосфат аммонизированный 2,0 3,0 9,4

Статическая прочность Рс определяется усилием для разрушения гранул при воздействии одноосного сжатия с медленным наращиванием внешнего усилия [29]. Этот показатель позволяет делать прогноз разрушения гранул при хранении при воздействии силы тяжести.

Динамическая прочность Рд характеризует прочность гранул при воздействии на них ударной нагрузки и определяется процентным соотношением разрушенных гранул относительно общего их числа при их ударе [30, 31].

Прочность на истирание Ри определяется долей порошковидной фракции, образующейся при трении во вращающемся барабане. Этот показатель используется для оценки потерь удобрений при транспортировке, перевалках, внесении и других технологических операциях [32].

Помимо этого, к основным технологическим свойствам удобрений относят сыпучесть - способность свободно сыпаться под действием силы тяжести.

Слёживаемость - это потеря сыпучести гранулированных и порошкообразных материалов и их переход в комкообразное или монолитное состояние под воздействием образования фазовых контактов [33, 34].

Приняты следующие градации слёживаемости удобрений в зависимости от их сопротивления разрушению (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Градации слёживаемости удобрений

Степень слёживаемости Сопротивление разрушению, КПа

I - слегка слёживается до 98,1

II - слабо слёживается 98,2 - 196,2

III - несколько слёживается 196,3 - 392,4

IV - средне слёживается 392,5-686,7

V - значительно слёживается 686,8-981,0

VI - сильно слёживается 981,1-1471,5

VII - очень сильно слёживается более 1471,5

Слёживаемость характеризует склонность удобрений переходить в связанное состояние, при котором они образуют сплошную массу некоторой прочности. Показатели сыпучести зависят в первую очередь от влажности. Помимо влажности на сыпучесть и слёживаемость материалов влияют химический состав удобрений, гигроскопичность, прочность и гранулометрический состав гранул, а также условия хранения, температура и влажность окружающей среды [35].

Так, согласно [34], аммиачная селитра в зависимости от влажности может иметь как I, так и IV степень слёживаемости, гранулированный суперфосфат при соблюдении условий хранения относится к I степени слёживаемости, а карбамид - 1-11 степень слёживаемости.

Гигроскопичность - способность удобрений поглощать влагу при определённых температуре и влажности окружающей среды. По этой характеристике удобрения можно разделить на очень гигроскопичные, средне гигроскопичные, слабо гигроскопичные.

Взаимосвязь между гигроскопичностью, структурой гранул и слёживае-мостью рассмотрена в работе [36]. В зависимости от значения гигроскопической точки продукта вещество будет иметь различную склонность к слёжива-емости. Для средней полосы России при колебаниях относительной влажности воздуха 40-90% удобрений будут иметь склонность к слёживанию. При этом при снижении влажности связь между комками гранул остаётся (рисунок 1.1).

а 6 в

Рисунок 1.1 - Процесс слипания гранул удобрений при их высыхании: а - сухие гранулы; б - увлажнённые гранулы; в - подсохшие гранулы Коэффициент трения частиц удобрений - один из самых важных показателей, влияющих на разделение частиц по фракциям, и, следовательно, на динамику их выброса. Коэффициент трения по металлу для удобрений меняется от 0,31 до 0,71 [36, 37, 38].

Основным параметром удобрений, влияющим на дальность разлёта частиц, траекторию полёта, а также на их аэродинамические свойства можно считать коэффициент парусности [39]. Обычно удобрения обладают достаточно большими показателями коэффициента парусности. Так, для крупных частиц суперфосфата эта характеристика составляет 0,12 м-1, а для мелких -0,75 м-1 (таблица 1.4).

Таблица 1.4 - Динамические характеристики удобрений

Вид удобрений Относительная влажность, % Средняя скорость витания, м/с Коэффициент парусности, м-1

Суперфосфат гранулированный 3,31 9,24 0,115

Суперфосфат порошковидный 8,17 3,62 0,750

Аммиачная селитра 2,19 7,15 0,192

Калийная селитра 0,14 2,80 1,25

Карбамид 1,0 6,72 0,218

Хлористый калий 4,0 3,80 0,682

Калийная соль 2,2 4,9 0,410

Так как физико-механические свойства компонентов гранулированных удобрений различны, происходит их сильное расслоение. Оно отрицательно сказывается на внесении удобрений, их транспортировке и погрузке.

При взаимодействии удобрений с рабочими органами машин, некоторые гранулы материалов разрушаются, что приводит к изменениям их фракционного гранулометрического состава, изменяются физико-механические и технологические свойства удобрений.

Гранулометрический состав выражается процентным содержанием гранул определённого размера. Основная фракция удобрений, производимых в России, составляет 2...4 мм (таблица 1.5). Увеличение содержания мелкой фракции приводит к большему слёживанию. Величина гранул удобрений значительно влияет на показатели их рассева. Так, лучшими для рассева механическими устройствами считаются удобрения, имеющие в своём составе большое количество гранул диаметром 1...5 мм, а при рассеве пневматическими разбрасывателями необходимо, чтобы в гранулометрическом составе удобрений было «не менее 25% частиц диаметром менее 0,25 мм для лучших показателей аэрации» [36, 40].

Таблица 1.5 - Гранулометрический состав удобрений

Вид удобрений Размер фракции, мм

>7 7-5 5-3 3-2 2-1 1-0,5 0,50,25 0,25>

Суперфосфат гранулированный - 2,0 38,0 36,0 16,0 5,0 2,0 1,0

Суперфосфат порошковидный 6,1 6,2 10,6 8,7 9,8 18,1 21 20,5

Аммиачная селитра - 0,8 3,7 11,5 50,0 34,0 - -

Калийная соль 15,0 6,0 8,0 8,0 6,0 52,0 5,0 -

Хлористый калий 2,0 4,0 11,0 12,0 9,0 15,0 21,0 26,0

«Физико-механические свойства гранул удобрений зависят друг от друга и по другим показателям. Например, при увеличении влажности затрудняется сыпучесть, увеличивается угол естественного наклона» [41, 42]. При

работе лопастных рабочих органов важно учитывать изменение коэффициента трения для достижения наименьшего количества раздробленных частиц, что влияет на выбор конструктивно-режимных параметров рабочих органов.

1.2 Технологии, способы и требования, предъявляемые к внесению гранулированных удобрений

В системе применения удобрений имеет место следующая связь между урожаем, удобрениями и технологией их внесения (рисунок 1.2):

Рисунок 1.2 - Связь урожая с применением удобрений

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Коротков Илья Владимирович, 2025 год

■ -

■ ///

...... 75,8

77,6

-79,4

-- 81,2 83,0 -84.8

-1 -0,6 -0,2 0,2 0,6

х1

Двумерное сечение поверхности отклика при х2=0

Приложение П.26

Двумерное сечение поверхности отклика при х!=0

Обработка результатов эксперимента

АВСОЕГйН I 3 К I М N О

1 С>Ьс:.нач ение Фактор Равномерность распределения. 36

2 4 5 6 5 9 10 11 й Ч яд ¡3 ДУ1 Дуд АУЗ

Базовый ■вровень (0) 5 3 100

Интерна п варьиро вания 25 1 50

Верхний уровень (-) 30 4 150

Нижний уровень « -20 2 30 5тл2

Опыт 1 1 1 0 0:П он 0,05 0:10 0,0003

Оттыг 2 1 -1 0 0.65 0.65 0.67 0.67 0,0001

Опыт 3 -1 1 0 1.2 1.18 1_25 1.21 0.0013

Опыт 4 -1 -1 0 0,5 0,57 0.55 0,54 0,0013

Опыт 5 0 0 0,21 0,2 0.19 020 1Е-04

Опыт 6 1 0 0.4 0.42 0.47 0.43 0,0013

13 14 Опыт? 1 0 -1 0.64 0.62 0.6 0.62 0.0004

ОпытЗ -1 0 0.99 1.04 1.03 1.02 0,0007

13 Опыт 9 -1 0 -1 0,54 0.8 0.79 0.51 0.0001

15 17 15 19 20 21 22 Опыт 10 0 0 0.15 0.22 0.17 0.19 0,0007

Опьп 11 0 1 0,71 0.75 0.73 0.73 0.0004

Опыт 12 0 1 -1 0,3 0.41 0.34 0.35 0,0031

Опьп 13 0 -1 0,42 0,44 0,49 0,45 0,0013

Опьп 14 0 -1 -1 0.15 0.22 ш 0.20 0,0004

Опьп 15 0 0 0 0.19 0.2 0.24 ол 0.0007

5Ы2 5Ы

25 24 5У2 0,000553 1.5963Е-05 0,004355

0.242158

25 25 27 Г 1кр

ьо ол 45,92793 2,042 43,55593

ы -02515 59.13221 2,042 57.09021

25 29 30 31 32 Ь2 0,0285 5.613622 2.042 4.5^1622

ЬЗ 0.0313 13.6697 2.042 16.6277

Ы2 -0,235 53.96532 2,042 51,92332

Ь23 0.0325 7.453259 2,042 5.421289

ЫЗ -0.1 22.9639" 2.042 20.9219"?

33 34 ЫА2 03962 90.95323 2.042 55.94123

Ь2Л2 0,1085 24.9545 2,042 22.9425

55 ьзл: 0,1233 23.42939 2,042 26.35"39

Honlinear Regression

Dependent variable: Y

Independent variables: jtl

Jti Jt3

Function to be estimated: A+B* Jt 1+C« x2 +D* Jt 3 + E* Jtl**2+F*x2**3+G* jtl-xS+M-x 1A 2+N-Jt 2* 2+P*x3A

Initial parameter estimates: A - 0,1 B - 0,1 C - 0,1 D - 0,1 E - 0,1 F - 0,1 G - 0,1 M - 0,1 H - 0,1 P - 0,1

Estimation method: Marquardt

Estimation stopped due to convergence of parameter estimates,

Humber of iterations: 3

Humber of function calls: 34

Estimation Results

Asymptotic 95,0%

Parameter

Estimate Asymptotic Standard Error Confidence Lower Interval Upper

0, 199999 0,0952226 -0, 037 067 Э 0,437065

-0, 257493 0,0564746 -0, 40.2 671 -0, 11232 5

0,02B7 504 0,0564746 -0,11642Э 0, 173923

0,0812501 0,0564746 -0, 0639220 0,.226423

-0, 234993 0,0798671 -0,440304 0, 0296929

0,0325003 0,0798671 -0,172005 0,.237606

-0, 099999 0,0798671 -0,305304 0,105306

0, 396247 0,0331283 0, 162550 0,609935

0, 1087 52 0,0331283 -0,104936 0,322441

0, 1237 52 0,0331283 -0, 0399365 0,337441

A В С D E F G H

H p

Analysis of Variance

Source Sum of Squares Df Mean Square

Model 5, 7 0492 10 0, 573492

Residual 0, 127 575 5 0, 025515

Total

Total (Corr, )

5, 9125 1, 613"?"?

15 14

R-Squared - 92,094 6 percent

R-Squared (adjusted for d,f, ) - 77, 8649 percent Standard Error of Est, - 0,159"?34 Mean absolute error - 0,0636666 Durbin-Watson statistic - 2,3192 5

Residual Analysis

Est imation

n 15

MSE 0, 025515

MAE 0, 0636666

MAPE 20,0495

ME 2, 97804E-7

MPE -11, 5126

Validation

The StatAdvisor

The output shows the results of fitting a nonlinear regression model to describe the relationship between Y and 3 independent variables. The equation of the fitted model is

0, 199999-0, 2 57496-Jt 1+0, 0267 504**2 + 0, 0812501-*3+

Продолжение приложения П.28

-0, 234999*xl**2+0, (1325003"*2**3-0, 099999**1**3 + 0, 396247**1*2 + 0,1097 52**2*2+0, 123752**3^2

In performing the fit, the estimation process terminated succes sully after 3 iterations, at which point the residual aum of squares appeared to approach a minimum.

The R-Squared statistic indicates that the model as fitted explains 92,0946% of the variability in Y, The adjusted R-Squared statistic, which is more suitable for comparing models with different numbers of independent variables, is 77,0649%, The standard error of the estimate shows the standard deviation of the residuals to be 0,1597 34. This value can be used to construct prediction limits for new observations by selecting the Forecasts option from the te*t menu. The mean absolute error (MAE) of 0,0636666 is the average value of the residuals. The Durbin-Watson (DH) statistic tests the residuals to determine if there is any significant correlation based on the order in which they occur in your data file. Because the DrJ value is greater than 1,4, there is probably not any serious autocorrelation in the residuals.

The output also shows aymptotlc 95,0% confidence intervals for each of the unknown parameters. These intervals are approximate and moat accurate for large sample sizes. You can determine whether or not an estimate is statistically significant by examining each interval to see whether it contains the value 0,0, Intervals covering 0,0 correspond to coefficients which may well be removed form the model without hurting the fit substantially.

XI

Расчётная поверхность отклика при х3=0

Приложение П.30

XI

Расчётная поверхность отклика при х2=0

Расчётная поверхность отклика при х1=0

Приложение П.32

Двумерное сечение поверхности отклика при х3=0

0,6 0,2

СП

X

-0,2 -0,6 -1

; / / / \

- / / / -

/ / / / /

/

\ /

У

— 0,2

— 0,4

— 0,6 — 0,8 — 1,0

-1 -0,6 -0,2 0,2 0,6

х1

Двумерное сечение поверхности отклика при х2=0

Приложение П.34

Двумерное сечение поверхности отклика при х^0

>00 ЕЯСЙ-ЕВАЯ ^ВДИМЛЩЯ

Ха 2795993

Д в у х б а ра 6 а 11 н ьш ра! бр и сы в р ан у л и ро в а н 11 ы *

удобрений

П*тскт«^'>й.н1т<л»' Федерально? государственное имнЪжетное образовательное учреждение высшжго образования "Курская государственна*г сельскохозяйственная академия имени II.И. Иванова" ГДЕ)

Авторы Шицрц Анатолий Адольфович (ЯП), Шварц Сергей Анатольевич (ИЦ). Коротка* Ильи Владимирович {КС1/, Петров Иван Юрьавич (Ли), Варавин Владимир Иванович №11)

I ]-11- -рллч:т ик^рек-иш 1Ии ■ ■ 202! г. Дал гш^ларстки^й ропкгришн 1 ГвуЦ^Нкипн реестре Н'ЮбрСТгШН РйикйсноаФиароди 16 чав г. Г[Ч-1К Л^йСТИМ №;кПК1ЧЯ1^|11И(И№ ГфШЫ ш ЦгпжЛс «ЮЛ« 20-12 Г

Г} К01Ч\Оит1:.'\ 0>ЛМртДОЫЮб с и1.к^Ь № т тги'лр-. < г * циой |Ч-!'ч нше нмаети

РОССИЙСКАЯ! ФВДШРАЩШШ

Заявка № 2023116323

Приоритет полезной модели 19 ИЮНЯ 2023 Г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 06 октября 2023 Г. Срок действия исключительного права на полезную модель истекает 19 ИЮНЯ 2033 Г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Ю.С. Зубов

Ш1ИИ

шшшшшш

НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ № 220868

НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

№ 235006

Разбрасыватель гранулированных удобрений

Федеральное государственное бюджетное ное учреждение высшего образования

;дарственный аграрный университет имени „ /пгп

" (Ш)

Владимир Николаевич (¡111), Короткое вич (Яи), Ветров Иван Юрьевич (ЯС )

заявка №2024134782

Приоритет полезной модели 19 ноября 2024 Г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 18 ИЮНЯ 2025 Г, аг Срок действия исключительного права щк на полезную модель истекает 19 ноября 2034 Г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Ж ЖЖЖШЖ

жжжжжж

Проректор по учебой работе

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук в учебный процесс Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Курский государственный аграрный университет

имени И.И. Иванова»

Результаты диссертационной работы Короткова Ильи Владимировича «Совершенствование процесса распределения гранулированных удобрений рабочими органами низкорамного разбрасывателя», представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук, включены в материалы лекционного курса, практических занятий и лабораторных работ при изучении следующих дисциплин:

- Сельскохозяйственные машины, Эксплуатация машинно-тракторного парка (направление подготовки 35.03.06 - Агроинженерия);

- Инженерное обеспечение технической эксплуатации машинно-тракторного парка (направление подготовки 35.04.06 - Агроинженерия);

- Энерго- и ресурсосбережение при эксплуатации машинно-тракторного парка (научная специальность 4.3.1 - Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса).

В образовательном процессе используются материалы диссертационной работы по расчёту разбрасывающих рабочих органов машин для внесения удобрений и моделированию процессов рассева удобрений по ширине при работе разбрасывателей гранулированных удобрений. Это позволяет повысить уровень преподавания вышеназванных дисциплин и дать обучающимся более глубокие знания в области эффективной эксплуатации машинно-тракторных агрегатов.

Декан инженерного факультета

В.И. Варавин

Индивидуальный предприниматель глава крестьянского фермерского

о внедрении результатов научно-иссл ,, А >ты

г.

Настоящий акт подтверждает внедрение результатов научных исследований по теме «Разработка предложений по повышению энергоэффективности машин для внесения минеральных агромелиорантов».

Проведённые авторами экспериментальные исследования опытного образца машины для внесения гранулированных удобрений показали его эффективность при распределении гранулированной аммиачной селитры на площади 47 га. Рабочая ширина захвата агрегата составила 24...30 м при дозах внесения 200...600 кг/га с соблюдением агротехнических требований: отклонение фактической дозы внесения от заданной не превысило 7%, неравномерность распределения удобрений на общей ширине внесения - 10%.

Считаем целесообразным рекомендовать применение машины для внесения гранулированных удобрений двухбарабанной конструкции с дополнительным разбрасывающим устройством в условиях крестьянских (фермерских) хозяйств и других сельскохозяйственных предприятий.

от ИП глава КФХ

От ФГБОУ ВО Курская ГСХА

Астапов В.Н.

--г .

у^ ' ' Коротков И.В.

%_ Ветров И.Ю.

^^^ Жиляков Д.И.

Варавин В.И.

СОГЛАСОВАНО:

И.о. проректор по научн^ ФГБОУ^ Д-И.

новациям

УТВЕРЖДАЮ:

ИП глава КФХ С.А. Полянский

да

г ^

"171 . ,. • -.г"?"'.; ••'••• ч

2023 г.

АКТ

о внедрении научно-исследовательской работы

Мы, нижеподписавшиеся представители Курской ГСХА: декан инженерного факультета Варавин В.И., аспирант Короткое И.В. и индивидуальный предприниматель глава крестьянского фермерского хозяйства Полянский С.А., составили настоящий акт о том, что на полях ИП глава КФХ Полянского С.А., в апреле 2023 г., на площади 50 га произведено контрольное внесение минеральных удобрений экспериментальной двухроторной кузовной низкорамной машиной в агрегате с трактором.

Контролем служил агрегат машины для внесения гранулированных удобрений МВУ-6 с трактором Беларус-82.1. Внесение удобрений производилось по принятой технологии. Ширина захвата экспериментальной машиной при внесении гранулированных удобрений составила - 24...30 м; машиной МВУ-6 - 14...20 м, а неравномерность внесения удобрений, соответственно: 17% и 24%. Экономия энергоносителей за период работы экспериментальной машины составила 11%.

Производственная проверка показала целесообразность применения представленной конструкции двухроторной кузовной низкорамной машины для внесения гранулированных удобрений.

ИП глава КФХ

С.А. Полянский

Представители ФГБОУ ВО Курская ГСХА:

руководитель научно-исследовательской работы, декан инженерного факультета, доцент

исполнитель, аспирант

В.И. Варавин И.В. Короткое

слпрг^щ_2023 г.

АКТ

о внедрении научно-исследовательской работы

Мы, нижеподписавшиеся представители Курской ГСХА: декан инженерного факультета Варавин В.И. и индивидуальный предприниматель глава крестьянского (фермерского) хозяйства Степашов В.А., составили настоящий акт о том, что на полях ИП КФХ «Олымь» в апреле 2023 г., на площади 60 га произведено контрольное внесение минеральных гранулированного карбамида экспериментальной двухроторной кузовной низкорамной машиной, а также серийной машиной МТТ-4У, принятой в качестве базовой, в агрегате с трактором Беларус-

Внесение удобрений производилось по принятой технологии. Ширина захвата экспериментальной машиной при внесении гранулированного карбамида составила - 24...30 м; машиной МТТ-4У - 16...22 м, а неравномерность внесения удобрений по ширине, соответственно: 17% и 24%. Отклонение фактической дозы внесения от заданной составило 7% на обеих машинах. За период работы машины экономия энергоносителей составила 10%.

На основании производственной проверки можно рекомендовать применение экспериментальной двухроторной кузовной низкорамной машины на внесении гранулированных удобрений в сельскохозяйственных предприятиях, специализирующихся на производстве продукции растениеводства.

82.1.

ИП глава КФХ «Олымь»

В.А. Степашов

Представитель ФГБОУ ВО Курская ГСХА:

руководитель научно-исследовательской работы, декан инженерного факультета, доцент

В.И. Варавин

Заключение

на проведенные научные исследования и полученные научные (научно-технические) результаты в рамках темы научно- исследовательской работы

«Разработка предложений но повышению энсргоэффсктивности машин для внесения минеральных агромелиорантов», выполненной в ФГЬОУ НО «Курская ГСХА»

Эффективность растениеводческой отрасли зависит от количества и качества используемых удобрений. В условиях малых хозяйств для утих целей в основном используют машины, реализующие поверхностно-разбросной способ внесения удобрений, что обусловлено спецификой этих предприятий, зачастую не позволяющей применить высокопроизводительную широкозахватную технику. В настоящее время в регионе насчитывается порядка 1200 крестьянских фермерских хозяйств с общей площадью 200,8 тыс. га и средним размером хозяйства 217 га. В этой связи разработка предложений по повышению энергоэффективности данного типа машин для внесения удобрений является актуальной задачей.

На основе проведенного всестороннего анализа и теоретического обоснования авторы предложили запатентованную конструкцию низкорамной машины для внесения гранулированных удобрений с комбинированными рабочими органами роторного и тарельчатого типов, а по итогам экспериментальных исследований обоснованы их оптимальные параметры. Эффективность применения опытного образца подтверждается актами внедрения результатов исследования в условиях конкретных сельхозпредприятий.

Считаем, что выполненное коллективом автором ФГБОУ ВО «Курская ГСХА» научно-исследовательская работа заслуживает внимания, а ее результаты можно рекомендовать для практического использования в хозяйствах Курской области и других регионов страны.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центрально-Чернозёмная государственная зональная машиноиспытательная станция"

П Р О Т О К О Л

от "31" мая 2023 года

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Двухроторного кузовного низкорамного разбрасывателя гранулированных

удобрений

пос. Камыши

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................................................3

1 ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИНЫ......................................................................................................................................4

1. 1 Назначение, краткое техническое описание машины и технологического процесса....................................................................................................................................................................4

1.2 Техническая характеристика..................................................................................................................................................6

2 УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ..............................................................................................................................................................7

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ................................................................................................................................................8

3.1 Агротехнические показатели при стендовых испытаниях..................................................8

4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ....................................................................9

5 ВЫВОДЫ И РЕКОМЕДАЦИИ................................................................................................................................................10

ВВЕДЕНИЕ

Заводской номер Год изготовления Дата поступления на испытания Период испытания Объём работы, ч

по плану факт. по плану факт.

б/н 2020 05.2023 г. 15.05.20 23 г. 15.05... 31.05.2023 г. спецпрограмма

Изготовитель - ФГБОУ ВО Курский ГАУ

Испытания проведены на соответствие машины требованиям НД м руководства по эксплуатации по рабочей программе-методике, утверждённой директором ФГБУ «Центрально-Чернозёмная МИС» 05.09.2005 года.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИНЫ

1.1 Назначение, краткое техническое описание машины и технологического процесса

Двухроторный кузовной низкорамный разбрасыватель гранулированных удобрений предназначен для распределения твёрдых минеральных удобрений в гранулированнойформе с высокой равномерностью по поверхности поля, а также для подкормки озимых и пропашных культур.

Технологический процесс: удобрения загружаются в кузов, делитель туко-направителя устанавливается в положение, обеспечивающее подачу ленточным транспортёром необходимой дозы удобрений к разбрасывающему диску через питатель. Регулировочная заслонка устанавливается в положение, обеспечивающее подачу необходимой дозы удобрений к лопастям роторных разбрасывателей через дозирующие отверстия. Для достижения необходимой ширины захвата дефлекторы устанавливаются в соответствующее положение.

При движении агрегата по полю, при включенной гидросистеме трактора удобрения из кузова посредством ленточного транспортёра разделяются на три потока делителем. Два крайних потока удобрений поступают через дозирующие отверстия к лопастям метателей. Центральный поток удобрений посредством ленточного транспортёра проходит через дозирующую щель под делителем к питателю, откуда ссыпается на разбрасывающий диск.

Лопастные метатели приводятся в движение посредством гидромотора через редуктор, клиноремённые передачи и валы. Вращаясь в противоположных направлениях, лопастные метатели выбрасывают гранулированные удобрения через выгрузные окна наружу. Поток выбрасываемых удобрений, ударяясь о дефлектор, принимает параболическую форму, что обеспечивает необходимую дальность вылета частиц и направленность потока.

Разбрасывающий диск приводится в движение посредством гидромотора через редуктор и вал. Удобрения, ссыпаясь с питателя, захватываются лопастями и выбрасываются на поверхность поля.

Рисунок 1 - Двухроторный кузовной низкорамный разбрасыватель в агрегате с

трактором МТЗ-82.Общий вид сзади

1.2 Техническая характеристика

Показатель Значения показателя по данным испытаний

1 2

Тип изделия прицепной

Агрегатирование Тракторы класса 1,4 и 2,0

Рабочие скорости, км/ч 5,0...15,0

Рабочая ширина захвата, м 31,5

Транспортная скорость, км/ч 25,0

Количество персонала, обслуживающего агрегат, чел. 1

Габаритные размеры машины, мм - длина - ширина - высота 7600 2135 1550

Габаритные размеры агрегата, мм в рабочем положении - длина - ширина - высота в транспортном положении - длина - ширина - высота 11470 2135 2900 11470 2135 2900

Дорожный просвет, мм - в рабочем положении - в положении при загрузке 500 300

Масса машины, кг 3800

Количество передач: - ремённых - редукторов 2 2

2 УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ

Показатель Значения показателя

по СТО АИСТ 1.13-2012 по данным испытаний

1 2 3

Вид работы Внесение минеральных Внесение аммиачной

удобрений селитры

Фон подкормка озимых подкормка озимых

культур и многолетних культур

трав

Влажность удобрений, до 25% 0,30

%

Гранулометрический

состав удобрений:

- более 5 мм нет данных 80,2

- от 5 до 2 мм то же 19,5

- менее 2 мм и 0,3

Показатели условий:

Тип почвы: нет данных среднесуглинистый сла-бовыщелоченный чернозём

Рельеф уклон поверхности до 9 град. до 2 град.

Микрорельеф нет данных волнистый

Влажность почвы, %

в слоях, см: до 40

0-5 нет данных 19,3

5-10 то же 20,2

Твёрдость почвы, МПа,

в слоях, см: и

0-5 0,2-1,0 1,8

5-10 нет данных 2,9

Показатели условий испытаний определены по ОСТ 10 23.6-2003,

ГОСТ 20915-2011.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1 Агротехнические показатели при стендовых испытаниях

Значение показателя по

Показатель СТО АИСТ 1.132012 данным испытаний

1 2 3

Дата и место проведения оценки - 22.05.2023...24.05.2023 г. ФГБУ «ЦентральноЧернозёмная МИС»

Состав агрегата - Беларус 82.1 + Двух-роторный кузовной низкорамный разбрасыватель гранулированных удобрений

Режим работы:

рабочая скорость движения, км/ч 5,0...15,0 8,0

Агротехнические показатели:

Доза внесения удобрений, кг/га:

- заданная на рабочей ширине внесения 100 108

- максимальная 970 820

- минимальная 90,5 89

Отклонение фактической дозы внесения от заданной, % до 10 8

Нестабильность дозы внесения удобрений,% до 10,2 9,2

Неравномерность распределения удобрений, %:

- на рабочей ширине внесения до 20 17

- по ходу движения агрегата до 9,1 6

Ширина внесения удобрений, м:

- общая нет данных 31,5

- рабочая нет данных 31,5

- фактическая нет данных 30,5

Агротехнические показатели при стендовых испытаниях определены по ГОСТ 28714- 2007.

4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ

Двухроторный кузовной низкорамный разбрасыватель гранулированных удобрений поступил на испытания в ФГБУ «Центрально-Чернозёмная МИС» в собранном виде одним упаковочным местом.

Целью испытаний было определение функциональных показателей двух-роторного кузовного низкорамного разбрасывателя гранулированных удобрений и проверка соответствия полученных результатов нормативным требованиям. Эксплуатационно-технологическая оценка, оценка надёжности и оценка безопасности конструкции не проводились.

Были проведены стендовые испытания на внесении аммиачной селитры при подкормке озимых культур. Сбор удобрений производился в контейнеры с внутренним размером 1,00х0,25х0,15 м, расставленные в три сплошные поперечные ряда в соответствии с ГОСТ 28714-2007. Скорость движения агрегата составляла 8 км/ч. Условия испытаний были характерны для Центрально-Чернозёмной зоны и соответствовали требованиям СТО АИСТ 1.13-2012.

При заданной норме внесения 100 кг/га, фактическая доза внесения составила 108 кг/га. Отклонение от фактической дозы внесения составило 8% при нормативе до 10%. Неравномерность распределения удобрений по ширине составила 17% при нормативе до 20%. Неравномерность распределения удобрений по ходу движения агрегата составила 6% при нормативе до 9,1%.

5 ВЫВОДЫ И РЕКОМЕДАЦИИ

Испытаниями установлено, что двухроторный кузовной низкорамный разбрасыватель гранулированных удобрений по основным показателям качества выполнения технологического процесса соответствует требованиям СТО АИСТ 1.13-2012.

Двухроторный кузовной низкорамный разбрасыватель гранулированных удобрений вписывается в технологию и комплекс машин для производства продукции растениеводства.

ФГБУ «Центрально-Чернозёмная МИС» рекомендует изготовить опытный образец двухроторного кузовного низкорамного разбрасывателя гранулированных удобрений для проведения предварительных испытаний по программе, включающей дополнительно эксплуатационно-технологическую оценку, оценку надёжности и оценку безопасности конструкции.

Врио директора Главный инженер Заведующий ведущей л

В. Синицин Л. Брежнев В. Семеров

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

КЛСЛ"Л1 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФАШД

^ ^ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«КУРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР»

(ФГБНУ «Курский ФАНЦ»)

Заключение

на проведенные научные исследования и полученные научные (научно-технические) результаты в рамках темы научно- исследовательской работы «Разработка предложений по повышению энергоэффективности машин для внесения минеральных агромелиорантов», выполненной в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова»

Повышение урожайности сельскохозяйственных культур тесно связан с ростом объёмов применяемых органических и минеральных удобрений. В этом плане наибольший интерес представляет их совместное применение в виде сбалансированных органоминеральных смесей. При этом предпочтительным с точки зрения внесения является использование гранулированной формы таких удобрений, которая легко реализуется посредством поверхностного разбрасывания. В этой связи разработка предложений по повышению энергоэффективности машин для внесения агромелиорантов, улучшению их параметров, способствующих росту качественных показателей работы является актуальной задачей.

Авторами проведен анализ существующих машин, выполнены теоретические исследования, по результатам которого разработано новое техническое решение низкорамного двухроторного разбрасывателя удобрений с дополнительным рабочим органом тарельчатого типа, на которое имеется патент на изобретение РФ № 2795993 от 16.05.2023 г.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили правильность сделанных теоретических выводов и позволили выявить оптимальные конструктивные и режимные параметры предлагаемого разбрасывателя удобрений. В научно-исследовательской работе представлены расчеты экономической эффективности применения данной машины.

Имеющаяся информация об использованных в работе методиках и апробация результатов исследований свидетельствует о достоверности полученных выводов.

Считаем, что выполненное коллективом автором ФГБОУ ВО «Курская ГСХА» научное исследование заслуживает положительной оценки, а его результаты можно рекомендовать для практического применения в Центрально-Черноземной зоне и других регионах страны.

Заведующий лабораторией севооборотов и адаптивных агротехнологий ФГБНУ «Курский

доктор технических наук, профеесс 7 И.И. Гуреев