Спросить
Войти
2. Пат. на изобретение RUS 2177216. Устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов / Ю.И. Якимов, В.П. Иванов, Е.В. Припоров, В.П. Заярский, Г.И. Волков, О.Б. Селивановский; заявл. 14.03. 2000; опубл. 27.12.2001.
О.Б. Селивановский; заявл. 14.03. 2000; опубл. 27.12.2001.
Припоров Евгений Владимирович, кандидат технических наук, доцент Припоров Игорь Евгеньевич, кандидат технических наук, доцент Самурганов Гавриил Евгеньевич, магистрант
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина» Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13
Е-mail: epriporov@bk.ru; ya.krip10@ya.ru; samurganoff.gavriil@yandex.ru
Comparative analysis of cultivators for preseeding soil treatment
Priporov Evgeny Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor Priporov Igor Evgenievich, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor Samurganov Gavriil Evgenievich, Master&s degree student Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina 13, Kalinina St., Krasnodar, 350044, Russia
E-mail: epriporov@bk.ru; ya.krip10@ya.ru; samurganoff.gavriil@yandex.ru
The article presents the results of a comparative analysis of the specific energy consumption for continuous cultivation. The authors performed analysis of a steam cultivator for continuous cultivation. The dependence of the distance between the cultivator legs in a row is obtained. Dependence of traction resistance of the cultivator on width of capture of a cultivator paw is established. A comparative assessment of different models of steam cultivators in terms of specific energy costs for the process is carried out. It is proved that with the increase in the width of the cultivator paw, the value of specific energy costs for the technological process decreases. It is established that the reduction of the specific drag leads to a decrease in the specific energy costs of the process. Proven that the increase width of the cultivation legs, for xed values of the working width of the cultivator, can reduce their number, reducing traction resistance of the unit and a required power of tractor&s engine. With a constant working width, the hourly performance remains the same. Reducing the engine power requirement at a fixed performance value will reduce the specific energy costs of the process. It was found that the specific energy consumption of a cultivator paw with a width of 0.15 m exceeds the same indicator of a cultivator paw with a width of 0.3 m. It is proved that the overlap of cultivator paws in parallel rows should be up to 25 % of the width of the cultivator paw. It is proved that the greatest specific energy costs are provided by the steam cultivator of the KP series and the minimum specific energy costs of the steam cultivator of the CPC series. The width of the cultivator paw must exceed 0.15 m, and the amount of overlap in parallel rows is set depending on the width of the cultivator paw. Key words: steam cultivator, width, cultivator paw, theoretical performance, energy intensity, overlapping the
adjacent legs, the largest, the smallest energiekosten.
-♦УДК 664.7
Оценка значимости влияния факторов травмирования зерна пшеницы на его технологические свойства
Т.В. Панова, канд. техн. наук; М.В. Панов, канд. техн. наук
ФГБОУ ВО Брянский ГАУ
Основная цель исследования заключалась в выявлении и оценке значимости факторов травмирования зерна в непосредственной связи с его технологическими свойствами. В качестве исследуемого материала была рассмотрена яровая пшеница. Количественная оценка состояния различных технических систем и технологических процессов проведена посредством измерения физических величин, характеризующих это состояние. В качестве технологического параметра выбрана относительная плотность зерна. Результаты исследования параметров зерновой массы и влияния на неё условий окружающей среды показали, что интенсивность всех протекающих в ней физиологических действий зависит от одних и тех же факторов, важнейшими из которых являются: влажность зерновой массы, температура зерновой массы, доступ воздуха к зерновой массе. Отмечено, что относительная плотность влагостного фактора ниже относительной плотности температурного фактора (Т1 = 4,95 > ^ = 2,45), относительные плотности температурного и механического, влагостного и механического факторов отличаются незначительно (Т2 = 0,98 < Tкр = 2,45). Таким образом, нет оснований опровергать гипотезу Н0 о незначительности отличия относительных плотностей в зависимости от факторов травмирования зерна пшеницы. Оценку влияния факторов на травматизм и технологические свойства зерна необходимо вести по всем рассмотренным факторам в совокупности. При необходимости можно учитывать и другие технологические свойства зерна, сравнивая их попарно, т.е. независимо друг от друга, применяя представленную методику.
В настоящее время в целях обеспечения продовольственной безопасности страны большое значение имеют сохранение и рациональное использование всего выращенного урожая, получение наибольшего количества готовой к использованию продукции из сельскохозяйственного сырья.
По данным профессора И.Г. Строны из Института растениеводства им. В.Я. Юрьева, травмирование семян кукурузы с учётом всех микро- и макротравм составляет 90 - 95 %, ржи -85 - 90 %, твёрдой пшеницы - 80 - 85 %, мягкой пшеницы - 45 - 50 %. Наибольшей травмиро-ванностью характеризуются зерновки кукурузы, гороха, риса, в них чаще появляются трещины. Например, до 95 % семян кукурузы высеваются травмированными, что негативно сказывается на урожайности этой культуры. По данным И.Г. Строны, средняя урожайность за три года при высеве целых семян составила 30,2 ц/га, при высеве с внутренними трещинами - 26 ц/га, с микротравмами - 23,8 ц/га [1].
Важно также учитывать травмированность зерна при его закладке на хранение. Результаты исследований, проведённых С.А. Чазовым, показывают, что нарушение целостности зерновки способствует развитию на ней микроорганизмов, в том числе микроскопических грибов, чья активная жизнедеятельность существенно ухудшает качество зерна при хранении. Так, если целые семена зерновых культур поражаются грибами на 15 %, то с повреждением оболочки зародыша - на 45 %, со слабым повреждением самого зародыша - на 46 %. При таких повреждениях всхожесть семян составляет соответственно 98, 95 и 93 %. По заключению семенной лаборатории по этому показателю они отнесены к 1-му классу. Для кукурузы аналогичен рост плесневых грибов: в 1 г целых семян их количество составляет 40 тыс. шт., в семенах с внутренней трещиноватостью - 42 тыс., с сорванным чехликом - 490 тыс., с повреждённой оболочкой - 550 тыс. шт. Наиболее подвержено развитию микроорганизмов повреждённое зерно повышенной влажности [2, 3].
Материал и методы исследования. Метрологическое обеспечение производства, основанное на практическом использовании метрологии, является составной частью системы управления качеством, одной из наиболее важных предпосылок достижения требуемого качества выпускаемой продукции. Количественная оценка состояния различных технических систем и технологических процессов осуществляется измерением физических величин, характеризующих
это состояние. С учётом полученной информации делается заключение о качестве систем или процессов и принимается решение о дальнейшем его использовании [4, 5].
Определим основные факторы трамирования зерна:
а, - температурный фактор, обусловлен воздействием избыточного тепла при различных технологических процессах обработки;
ар - влагостный фактор, обусловлен влиянием избыточной влаги на зерно, приводящий к изменению структуры зерна, ухудшающий его биосистему;
af - механический фактор, обусловлен механическим воздействием на зерно.
В качестве технологического параметра выберем относительную плотность зерна (плотность зерна относительно воды). Плотность комплексно характеризует технологические свойства зерна, так как зависит от стекловидности, массы 1000 зёрен, крупности, а также химического состава зерна, поскольку различные биополимеры имеют разную плотность. Так, наибольшая относительная плотность у крахмала (1,46 - 1,63), несколько меньшая плотность у белков (1,35), а наименьшая - у жиров (0,84 - 0,98) [6, 7].
Выделим четыре выборки по 1000 зёрен пшеницы и определим их относительную плотность.
Результаты исследования. Исследование параметров зерновой массы и влияние на неё условий окружающей среды показывает, что интенсивность всех протекающих в ней физиологических действий зависит от одних и тех же факторов, важнейшими из которых являются: влажность зерновой массы, температура зерновой массы, доступ воздуха к зерновой массе [8, 9].
Оценим значимость влияния факторов травмирования зерна пшеницы на его технологические свойства, т.е. влияние температурного, влагостно-го и механического факторов на относительную плотность пшеницы (табл. 1).
Фактор Относительная плотность
а, - температурный фактор 1,43 1,44 1,47 1,42
ар - влагостный фактор 1,38 1,39 1,35 1,37
аf - механический фактор 1,33 1,34 1,44 1,49
Рассмотрим фактор травмирования как параметр А, чьё влияние на исследуемую величину X (относительная плотность) требуется оценить. Требуется оценить существенно (значимо) или несущественно (незначимо) влияет фактор травмирования зерна пшеницы на его относительную плотность.
Выдвинем основную (нулевую) гипотезу Н0: фактор травмирования несущественно (незначимо) влияет на относительную плотность при альтернативной гипотезе Н1, когда фактор травмирования влияет на относительную плотность (значимо). Будем проверять гипотезу Н0 при уровне значимости а = 0,05.
Фактор травмирования представляет собой качественный параметр А при трёх уровнях этого параметра: а, - температурный фактор, ар - вла-гостный фактор, аf - механический фактор. Так как проверка значимости (незначимости) влияния данного параметра на изучаемую величину X (относительная плотность) - это задача дисперсионного анализа, то попробуем применить этот анализ.
Приведём исходную таблицу 1 к стандартному для дисперсионного анализа виду (табл. 2).
Как известно, дисперсионный анализ может быть применён, если выполнены два условия:
Первое из этих условий будем считать выполненным, ибо разброс урожайности каждого конкретного фактора травмирования связан со множеством случайных факторов (помех), что делает относительную плотность случайной величиной, распределение которой близко к нормальному. К сожалению, провести проверку истинности этого умозаключения по критерию Пирсона мы не можем, для этого у нас слишком мало измерений (всего 4, а требуется минимум 50).
Проверим второе условие. Для каждого из трёх столбцов таблицы 2 (для каждого фактора травмирования зерна) найдём исправленную выборочную дисперсию по формуле:
( X] - Х, ) п -1
(138 -137)2- 1- (1,39- 137)2 4 (135- -1,37)2н -(1,37 - 1,37)2
(1,33 -1,40)2- (1,34- 140)2 4 (1,44 - 1,40)2 4 (1,49 - 1,40)2
= 0,0005;
_ 0,0003;
_ 0,0061.
Как видим, дисперсия я3 резко отличается от и от . Это указывает на то, что, скорее
всего, внутригрупповые дисперсии (« ,
■2 1 «3
нельзя считать различающимися незначимо. Они, видимо, различаются существенно (значимо). Т.е., вероятно, второе условие применимости дисперсионного анализа нарушено, что делает неправомочным применение этого анализа в нашей задаче.
Впрочем, убедимся в этом, потому как такое различие могло оказаться случайным. Для этого достаточно убедиться в том, что наименьшая выборочная дисперсия = 0,0005, а наибольшая выборочная дисперсия я2 = 0,0061 различаются между собой существенно (значимо). Тогда и все
три дисперсии («
) различаются значимо.
Для сравнения выборочных дисперсий применим критерий Фишера - Снедекора:
_ 0,0061
/23 _7т;
Критическое значение на уровне значимости и степенях свободы п = 3 и к = 3, /р (а = 0,05; 3,3) = 9,28.
Так как /23 > /р, то различие значимое. Итак, наше предположение о значимости различия дисперсий и подтвердилось, и потому мы не вправе применять дисперсионный анализ к проверке гипотезы Н1 о несущественности влияния фактора травмирования зерна пшеницы на его технологические свойства. Кстати, е сли (^равнить между собой дисперсии
и я2, я и я3 аналогично тому, как сравни22
вались дисперсии я2 и я3, получим:
_ 0,0005 _ 0,0003
Так как /12 < /р, то различие незначимое.
/3 _0,0061. 20,3.
Так как /13 > /р, то различие значимое. Таким образом, дисперсии и я2, я2 и «
различаются значимо, а «1 и я2 - незначимо. Вопрос остаётся открытым.
Вернёмся к гипотезе Н0 о несущественности (незначимости) влияния параметра А (фактора
■ о =
Номер измерения Уровни параметра А (фактор травмирования)
а, - температурный фактор ар - влагостный фактор а/ - механический фактор
Групповые средние х. 1,44 1,37 1,40
травмирования зерна пшеницы) на исследуемую величину X (относительную плотность пшеницы). Так как подтвердить (или отклонить) её методом дисперсионного анализа нам не удастся, то пойдём другим путём. А именно: сравним относительные плотности зерна пшеницы для различных её факторов травмирования.
Сравним относительные плотности на уровне значимости а = 0,05 температурного фактора а, и влагостного фактора ар. В качестве нулевой примем следующую гипотезу Н0: относительные плотности данных факторов а, и ар различаются между собой незначимо при альтернативной гипотезе Н1, что относительная плотность вла-гостного фактора ниже относительной плотности температурного фактора. Выдвинутую гипотезу Н0 будем проверять при уровне значимости а = 0,05.
Найдём среднее значение s^2 из исправленных выборочных дисперсий и ^. Учитывая п1 = 4 и п2 = 4, получим:
п -1) • +щ -1) •
П + п^ - 2
П1 + П2 - 2
(4 -1) • 0,0005 + (4 -1) • 0,0003
_ 0,0004.
Теперь найдём экспериментальное значение случайной величины Т, имеющей распределение Стьюдента и являющейся критерием проверки гипотезы Н0:
X - х^ щ • п]
\\пг + Щ
•700004 V 4 + 4
Продолжим попарно сравнивать относительную плотность пшеницы различных факторов травмирования.
Сравним относительные плотности на уровне значимости а = 0,05 температурного фактора а, и аf механического фактора АО по формуле (3), получим:
П1 + П3 - 2
(4 -1) • 0,0005 + (4 -1) • 0,0061
= 0,0033.
Найдём экспериментальное значение случайной величины Т2 по формуле (4):
л/0,0033 V 4 + 4
Так как Т2 < Ткр, то гипотеза Н0 принимается и относительные плотности данных факторов травмирования зерна (а и а^ отличаются незначительно.
Сравним относительные плотности на уровне значимости а = 0,05 влагостного фактора ар и аf механического фактора по формуле (3), получим:
(П2 - 1) • &2 + (П3 -1) • &32
Н + П3 - 2
(4 -1) • 0,0003 + (4 -1) • 0,0061
= 0,0032.
Найдём экспериментальное значение случайной величины Т3 по формуле (4):
^0,0032 \\4 + 4
Так как выборочные дисперсии л2 и ^ различаются между собой незначимо, то число степеней свободы f величины Ткр найдём по формуле:
f = П1 + П2 - 2, (5)
f = 4 + 4 - 2 = 6.
По таблице критерия Стьюдента определим критическое значение величины Ткр на уровне значимости а = 0,05 и при числе степеней свободы f. Получим Ткр = 2,45.
Так как Т1 > Ткр, то гипотеза Н0 отвергается, а принимается гипотеза Н1 что относительная плотность влагостного фактора ниже относительной плотности температурного фактора.
Заодно мы получим результат, который не смогли получить с помощью дисперсионного анализа: параметр А (фактор травмирования зерна пшеницы) существенно (значимо) влияет на относительную плотность пшеницы.
Так как Т2 < Ткр, то гипотеза Н0 принимается, и относительные плотности данных факторов травмирования зерна (ар и а^ отличаются незначительно.
Выводы. Таким образом, у нас нет оснований опровергать гипотезу Н0 о незначительности отличия относительных плотностей в зависимости от факторов травмирования зерна пшеницы.
При оценке травмирования зерна необходимо учитывать комплекс технологических свойств зерна (помимо относительной плотности): сте-кловидность, вымалываемость, микротвёрдость и др. Также необходимо сравнивать параметры попарно, т.е. независимо друг от друга.
Панова Татьяна Васильевна, кандидат технических наук, доцент
Панов Максим Владимирович, кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет»
Россия, 243365, Брянская область, Выгоничский р-н, с. Кокино, ул. Советская, 2а
E-mail: panovatava@yandex.ru; pmv-1980@yandex.ru
Assessment of significance of the wheat grain damaging factors influence on its technological properties
Panova Tatyana Vasilievna, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor Panov Maxim Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor Bryansk State Agrarian University
In the article Panova T.V. and Panova M.V. "Assessment of the significance of the impact of wheat grain injury factors on its technological properties", the issue of the influence of external factors, such as grain moisture, grain temperature, air access to the grain mass, on wheat grain injury and their effect on the technological properties of wheat grain is considered. The main goal of the research is to identify and assess the significance of the factors of grain trauma in direct connection with its technological properties. . As the test material, we examined spring wheat grown in the UOKh FSBEI HE Bryansk State Agrarian University "Zlata". Quantitative assessment of the state of various technical systems and technological processes is carried out by measuring physical quantities characterizing this state. As a technological parameter, the relative density of grain is selected. Four samples of 1000 grains of wheat were identified and their relative density was determined. Studies of the parameters of the grain mass and the influence of environmental conditions on it showed that the intensity of all the physiological actions occurring in it depends on the same factors, the most important of which are: the moisture content of the grain mass, the temperature of the grain mass, air access to the grain mass . At the same time, the relative density of the moisture factor is lower than the relative density of the temperature factor (T1 = 4.95 > Tcr = 2.45). The relative densities of temperature and mechanical factors differ slightly (T2 = 0.98 < Tcr = 2.45), and the densities of moisture and mechanical factors also differ slightly (T2 = 0.98 < Tcr = 2.45). Thus, we have no reason to refute the H0 hypothesis about the insignificance of the difference in relative densities depending on the factors of injury to wheat grains. But at the same time, an assessment of the influence of factors on injuries and technological properties of grain must be carried out on the basis of the factors we have presented. And further, if necessary, other technological properties of grain can be taken into account, comparing them in pairs, i.e. independently from each other, according to the methodology presented by us.
-♦УДК 631.3:629.114.2
Повышение тягово-сцепных свойств колёсного трактора в составе тракторно-транспортного агрегата
А.Б. Шепелев, канд. техн. наук; Е.В. Припоров, канд. техн. наук; Д.В. Ширин, магистрант
ФГБОУ ВО Кубанский ГАУ
Цель исследования - анализ способов и средств повышения тягово-сцепных свойств трактора в составе тракторно-транспортного агрегата с изменением несущей способности почвы. Энергетическим средством тракторно-транспортного агрегата является трактор тягового класса 1.4. В составе тракторно-транспортного агрегата при изменении несущей способности почвы возникает буксование ведущих колёс трактора. С увеличением величины буксования снижается скорость движения, что влияет на производительность агрегата и расход топлива. Выделены достоинства автоматических устройств повышения тягово-сцепных свойств трактора. Установлено, что главное достоинство - возможность поддерживать оптимальную величину буксования независимо от несущей способности почвы. Показано, что наиболее простыми автоматическими устройствами повышения тягово-сцепных свойств колёсного трактора являются технические средства, обеспечивающие повышение сцепного веса и коэффициента сцепления ведущего аппарата трактора с почвой. Проанализированы два способа повышения сцепного веса трактора - догрузка ведущих колёс частью веса
