WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

МАНОЙЛИНА Светлана Зиновьевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МИКРОТРАВМИРОВАНИЯ ЗЕРНА

ПРИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКЕ

Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации

сельского хозяйства (сельскохозяйственные наук

и)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук ВОРОНЕЖ – 2010

Работа выполнена на кафедре «Технологии конструкционных материалов, метрологии, стандартизации и сертификации» ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д.Глинки»

Доктор технических наук, профессор

Научный руководитель:

Кузнецов Валерий Владимирович Доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Свиридов Леонид Тимофеевич Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Оробинский Владимир Иванович

Ведущая организация – ОАО «Воронежсельмаш»

Защита диссертации состоится «23 декабря » 2010 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.010.04 при ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки» по адресу:

394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки»

С авторефератом можно ознакомиться на сайте www.vsau.ru

Автореферат разослан « 22 » ноября 2010 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент Шатохин И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В настоящее время травмирование семян зерна – одна из наиболее существенных причин снижения посевных качеств семян непосредственно в год уборки и уменьшения их продуктивности растений последующего поколения. Всхожесть травмированных семян снижается на 12–38%, а продуктивность растений – на 4,5 ц/га по сравнению с контрольным вариантом. 10% травмированных семян в посевном материале вызывают снижение урожайности в среднем на 1 ц/га, а 20…25% – на 2…3 ц/га.





Проблема травмирования семян в последнее время приобретает большое значение в связи с неудовлетворительным состоянием машин и оборудования и продолжающимся ухудшением состояния материальнотехнической базы обработки и хранения семян. Оборудование физически изношенно, эксплуатируется за пределами амортизационных сроков, морально устарело и нуждается в коренной реконструкции и обновлении. Травмированное зерно при послеуборочной обработке не удается в полной мере отделить от целого.

Поэтому одним из путей повышения урожайности зерновых культур является подготовка хорошего семенного материала. Качественные семена – одно из важнейших условий уменьшения нормы высева и повышения валового сбора зерна.

В настоящее время предлагается много различных методов определения травмирования семян, но ни один из них не удовлетворяет поставленной цели. Не обеспечивает быстрое и точное определение характера повреждения семян, что необходимо при разработке эффективных мер, предупреждающих повреждения семян. Существующие методы определения микротравмирования семян сильно различаются по точности и трудоемкости и лишь немногие из них могут быть рекомендованы для производства. Предлагается усовершенствовать методику определения микротравмирования семян за счет более точной оценки характера микротравм. Это позволит определить реальные параметры микротравм семян при их взаимодействии с поверхностью рабочих органов при различных кинематических и силовых режимах.

Цель работы. Повышение точности оценки травмирования семян при послеуборочной обработке за счет совершенствования методики определения характера травм.

Объект исследований. Процесс взаимодействия семянки с различными поверхностями рабочих органов машин при послеуборочной обработке.

Предмет исследования. Закономерности влияния характера внешних воздействий и прочностных свойств зерна на возникновение и развитие микротрещин в семянке.

Научная новизна работы:

– получена теоретическая модель семянки, в виде заполненной однослойной несимметричной эллипсоидальной оболочки, позволяющая определить зоны деформирования и предельных напряжений в зависимости от точки приложения усилия на семянку, внутренних и внешних факторов;

– предложена математическая модель для определения суммарной длины микротрещин семянки в зависимости от усилия воздействия и импульса силы, а также от модуля упругости, плотности и жесткости оболочки семянки, отличающаяся от известных моделей учетом не только внешних воздействий, но и состоянием поверхности объекта травмирования;

– усовершенствована методика оценки микротравмирования семян, обеспечивающая более точное определение характера микротрещин и отличающаяся от известных использованием 26-кратного увеличения объекта;

– разработана программа - алгоритм прогнозирования травмирования семян по их физико-механическим свойствам и параметрам силового воздействия рабочих органов, защищенная свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ (№ 2010611851 от 11.03.2010 г).





исследований. Использование новой методики определения характера травм семянки позволит повысить точность оценки микротрамирования зерна при послеуборочной обработке, что необходимо для качественной подготовки семенного материала.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы при разработке семеочистительных машин и технологических линий для послеуборочной обработки зерна и семян, а также в учебном процессе ВГАУ при выполнении курсового и дипломного проектирования.

Разработаны рекомендации по прогнозированию и снижению травмирования семян при послеуборочной обработке.

Достоверность научных положений подтверждается результатами экспериментальных исследований, полученными с использованием современной аппаратуры, обеспечивающей достаточно высокую точность проведения измерений опытных результатов. Необходимое количество повторностей опыта при проведении экспериментальных исследований определяли с учетом выбранной надежности, равной 0,95. Доверительную вероятность при проведении исследований принимали равную 0,95, оценку коэффициентов линейных уравнений проверяли по критерию Фишера. Результаты теоретических исследований хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского госагроуниверситета (г. Воронеж, 2007 – 2010 гг.), Воронежской Государственной Лесотехнической Академии (2008 г.), Белгородской Сельскохозяйственной Академии (2009 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе одна статья в издании, рекомендованном в перечне ВАКа, программа - алгоритм прогнозирования травмирования семян по их физико-механическим свойствам и параметрам силового воздействия рабочих органов, защищенная свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ (№ 2010611851 от 11.03.2010 г.) Одно издание, одобренное отраслевой секцией инновационной и технической политики научнотехнического совета Департамента аграрной политики Воронежской области (протокол № 2 от « 17 » декабря 2009 г.), рекомендовано для сельхозтоваропроизводителей к использованию при проектировании, разработке и эксплуатации семеочистительных пунктов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников, включающего 118 наименования, из них 4 на иностранных языках и приложений. Основная часть работы изложена на 135 страницах машинописного текста, с использованием 15 таблиц и 39 рисунков.

На защиту выносятся:

– теоретическая модель семянки, представляющая собой заполненную однослойную несимметричную эллипсоидальную оболочку, позволяющая определить зоны деформирования и предельных напряжений в зерновки в зависимости от точки приложения усилия на семянку, внутренних и внешних факторов;

– математическая модель для определения суммарной длины микротрещин семянки в зависимости от усилия воздействия и импульса силы, а также от модуля упругости, плотности и жесткости оболочки семянки.

– зависимости для определения предельного усилия разрушения семянки различных культур при силовом воздействии рабочих органов машин;

– программа - алгоритм прогнозирования травмирования семян по их физико-механическим свойствам и параметрам силового воздействия рабочих органов, защищенная свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ (№ 2010611851 от 11.03.2010 г);

– практические рекомендации по прогнозированию и снижению травмирования семян при послеуборочной обработке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении показана актуальность темы, сформулированы цель исследований, объект и предмет исследований, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследования»

сделан анализ причин снижения качества семян при послеуборочной обработке, главной из которых является высокий уровень их травмирования различными механизмами и машинами. Отмечено что, немаловажное значение для разработки мероприятий по снижению травмирования семян имеет своевременность и точность определения характера микротравм.

Проведенный анализ научно-технической литературы показал необходимость создания эффективных методов определения и прогнозирования для последующей разработки рекомендаций по снижению травмирования семян.

Существующие методы громоздки и несовершенны и не обеспечивают достаточной точности оценки характера микротравм, а, следовательно, и направлении снижения травмирования семян.

Большой вклад в изучение причин травмирования семян и методов его снижения при уборке и послеуборочной обработке внесли такие ученые как Дринча В.М., Кузнецов В.В., Куперман Ф.М., Майсурян Н.А., Панов А.А., Пугачёв А.Н., Строна И.Г., Тарасенко А.П., Чазов С.А., и другие.

Из анализа литературных данных следует, что до настоящего времени недостаточно изучено микротравмирование семян при силовом воздействии внешних и внутренних факторов при различных силовых и кинематических режимах.

На основе выполненных ранее исследований по рассматриваемой проблеме и в соответствии с поставленной целью предстоит решить следующие задачи:

– изучить состояние вопроса по данной теме и провести анализ известных методик определения и способов снижения травмирования семян;

– предложить теоретическую модель для определения зон деформирования и предельных напряжений в зерновки в зависимости от точки приложения усилия на семянку, внутренних и внешних факторов;

– установить математическую модель для определения суммарной длины микротрещин в зависимости от совокупного влияния на семянку внешних факторов (усилия воздействия, импульса силы) и внутренних факторов (физико-механических свойств семянки: модуля упругости, плотности и жесткости оболочек);

– усовершенствовать методику оценки микротравмирования семян с целью обеспечения более точного влияния характера микротрещин;

– изучить влияние физико-механических свойств семян, влажности и вида поверхностей на размерные характеристики микротравм.

Во второй главе «Теоретические предпосылки снижения травмирования семян при послеуборочной обработке» получена теоретическая модель семянки, представляющая собой заполненную однослойную несимметричную эллипсоидальную оболочку, позволяющая определить микротравмирование семян при нагружении в зависимости от точки приложения усилия на семянку, их расположения в бункере, зерновом ворохе и степени воздействия на них рабочих органов машин для послеуборочной обработки.

В результате теоретического анализа состояния вопроса было выявлено что, деформирование оболочек сосредоточенными силами достаточно быстро затухает при удалении от места приложения нагрузки, максимальные деформации возникают в местах приложения нагрузки, деформирование оболочки во всех случаях нагружения носит ярко выраженный локальный характер, величина нормального прогиба оболочки резко увеличивается при уменьшении площади нагружения, обобщены параметры, влияющие на травмирование семян.

Травмирование как результат процесса взаимодействия семянки с рабочими органами зерноочистительных машин (внешние факторы) и морфолого-анатомическими и физико-механическими свойствами семянки (внутренние факторы) зависит от большого числа параметров, изменяющихся в широких пределах. Для оценки травмирования семян нами обобщены и систематизированы параметры, определяющие травмирования семян (рисунок 1).

Рисунок 1 – Параметры, определяющие травмирования семян Основным фактором, влияющим на многие физико-механические свойства семян, является влажность. Из литературных данных нами выявлено что, при сдвигах, сжатии и разрывах предел прочности с повышением влажности семян уменьшается. Наибольшую прочностью на разрыв имеют плодовые оболочки, наименьшую – семенные с алейроновым слоем.

На физико-механические свойства семян оказывает влияние и температура. Опыты, проведенные в широком диапазоне температуры от +300 до – 300, показывают, что прочность семян с понижением температуры уменьшается, и семянка становится более хрупкой. При температуре ниже нуля семена становятся ломкими, уменьшаются жесткость оболочек и модуль упругости. Свободная влага, всегда имеющаяся в порах, капиллярах и межклеточных пространствах семян, превращаясь в лед, а затем, расширяясь, ослабляет его структуру.

Влияние влажности и температуры на механические свойства семян связано с коллоидно-химическими изменениями белков, углеводов и других полимеров с коллоидными свойствами.

Посевные качества семян зависят так же от их физико-механических и биологических свойств. Данные факторы учтены в схеме «Параметры, определяющие травмирования семян» (рисунок 1). Параметры влажность и температура учитываются при рассмотрении блока физико-механических свойств опосредовано.

Параметры, определяющие рассматриваемую схему, представляют собой характеристику семянок по массе и размеру ( r, D, m), упругим свойствам (Е, m п ), прочностным свойствам оболочек ( m, k, d ), характеристику силового воздействия: сила (динамическая и статическая, F), площадь взаимодействия (S) импульс силы (Р) и время воздействия (Т).

Согласно разработанной классификации параметров травмирования можно записать, что травмирование семян при силовом воздействии на них рабочих органов есть функция следующих переменных Травмирование зерновки – это сложный процесс. Предварительные экспериментальные исследования показали что, травмирование, прежде всего, характеризуется длиной и шириной микротрещин L (м), а потом уже их количеством. На рисунке 2 представлена зависимость количества микротрещины от их длины для пшеницы.

Рисунок 2 – Зависимость количества микротрещин от Как видно из графика зависимость количества микротрещин от их длины имеет линейный характер.

Дальнейший анализ ранее выделенных факторов показал что, на процесс травмирования семян наибольшее влияние оказывают 8 переменных Нами определены размерности всех параметров: М – массы, L – длины, Т – времени. На основании теории размерностей, построили математическую модель процесса травмирования. В критериальной форме уравнение травмирования имеет вид:

Преобразовали p- критерии:

Каждое из уравнений записали в размерном виде, преобразовали уравнения, определили показатели степени, получили решение системы и определили p- критерии:

Уравнение процесса в безразмерных величинах принимает вид:

PE F FF F РЕ

где L–травмирование семянки при силовом воздействии.

Значение параметров, входящих в уравнение (1) для различных культур, представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Значения параметров, принятых для определения p-критериев Нами предложен прием получения нелинейного уравнения регрессии с использованием ограниченного числа наблюдений. На первом этапе приводятся поиски адекватного уравнения регрессии для определения величины L в зависимости от каждого отдельного параметра (F, P, E, r, k). Для этого использовали линейную, степенную, экспоненциальную, обратную квадратичную и логарифмическую зависимости. Для каждой зависимости и каждой переменной качество модели определяли по критерию Фишера.

Для параметров F и Р лучшие результаты дает cтепенная модель; для Е и k – логарифмическая и для r – линейная.

Были определены факториальные уравнения регрессии для определения зависимостей величины L от отдельных параметров и значения достоверных апроксимаций, для следующих переменных: F По данным значениям F, P, E, r, k (таблица 2) вначале нашли прогнозируемые значения параметра L.

Таблица 2 – Прогнозируемые значения параметров На основании данных таблицы 2 получили систему линейных уравнений, определили коэффициенты линейной комбинации данных функций (таблица 3), и провели оценку их значений по критерию Фишера.

Таблица 3 – Коэффициенты линейных уравнений После подстановки коэффициентов линейных уравнений в уравнение (2) искомое уравнение регрессии имеет вид ln (E ) + 1.597 10 - 6 (r ) - 5,53 10 - 4 ln (k ) - 0, Используя значения таблицы 1, получаем теоретические значения суммарной длины микротрещин семян, представленные в таблице 4.

Таблица 4 – Теоретические значения суммарной длины микротрещин Сравнительная оценка теоретических и экспериментальных значений суммарной длины микротрещин представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Гистограмма суммарной длины микротрещин для пяти Величинами X1, X2, X3, X4, X5 обозначим теоретические значения суммарной длины микротрещин для пшеницы, гороха, тритикале, кукурузы и гороха, а величинамиY1, Y2, Y3, Y4, Y5 – экспериментальные значения суммарной длины микротрещин соответственно, найдем среднее квадратическое отYi - Y ) = 0, где Y – среднее значение величины экспериментальных данных.

нение (22) достаточно хорошо согласуется с результатами опыта. Если, Д ( Х ) s то экспериментальные и теоретические значения имеют расхождения.

Полученное по уравнению (22) значение суммарной длины микротрещин достаточно хорошо согласуется с результатами опытных данных. Уравнение пригодно для оценки травмирования семян рабочими органами машин для послеуборочной обработки.

С учетом сделанных теоретических предпосылок для разработки практических рекомендаций по снижению микротравмирования семян при послеуборочной обработке необходимо экспериментально определить характеристики микротравм (длину, ширину микротрещины, их количество) при воздействии на семянку внешних и внутренних факторов и изменении физикомеханических свойств семянки, предложить усовершенствованную методику оценки микротравм, оценить изменение физико-механических свойств семян при статическом нагружении в зависимости от длительности хранения.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложены программа и методика проведения экспериментальных исследований и обработки полученных результатов, описаны приборы и установки, которые были использованы при проведении экспериментальных исследований.

Программой экспериментальных исследований предусматривалось:

изучить механизм деформирования семянки при взаимодействии с абсолютно жесткой поверхностью и выявить предельные значения усилия разрушения, изучить влияние контрповерхностей на степень повреждения семянки при различных кинематических и силовых режимах, усовершенствовать методику оценки микротравмирования, установить влияния сроков хранения на всхожесть травмированных семян.

Экспериментальные исследования проводили по схеме однофакторного эксперимента на зерновках озимой пшеницы твердых сортов «Мелянопус»

(Melanopus), «Безунчукская 139», «Степь 3» и мягких сортов «Альбидум», «Волгоградская 84», «Воронежская 7», ржи Волгоградской, тритикале Амфидиплоид 209, кукурузе Воронежская №7 и бобовых семенах гороха неосыпающегося №1.

Для исследования параметров микротравмирования при кинематических и силовых режимах нами разработана и изготовлена маятниковая установку, которая представлена на рисунке 4.

На штативе 1 закрепляли ось с подшипниками 3. К оси прикрепляли стальной маятник 2 и шкалу 4, для определения угла взлета маятника a. В нижней части штатива закрепляли кронштейн 7 и контртело 8. В нижней части маятника в специальном приспособлении 6 закрепляли семянку и систему грузов. Контрповерхностью при силовом воздействии семянки принимали образец шероховатости. В ходе эксперимента изменяли угол взлета маятника, что соответствовало скорости разрушения при силовом воздействии и усилию разрушения. Усилие определяли методом тензометрирования. Усилия воздействия на семянку выбирали в пределах от 0,5 до 20 Н с целью определения усилий воздействия, при которых семянка имела минимальные механические повреждения.

Семянку закрепляли в специально изготовленной матрице 6, которая была жестко закреплена в кронштейне. Матрица позволяла стабилизировать место силового воздействия. Матрицу вместе с семянкой помещали на предметный столик микроскопа МПС-2 для дальнейшего определения параметров микротравмирования при различных силовых режимах. Проводили металлографические исследования зерновок пшеницы, тритикале, семян гороха при увеличении 10, 16, 26, 40, 50, 80 раз на партии 50 зерен.

1– штатив, 2 – маятник, 3 – ось с подшипниками, 4 – шкала, 5 – система грузов, 6 – устройство для крепления семянки (матрица), 7 – кронштейн, 8 – контртело Рисунок 4 – Экспериментальная установка Для определения параметров микротравм при статическом нагружении использовали специальную установку, изготовленную на кафедре «Технологии конструкционных материалов, метрологии, стандартизации, сертификации» ВГАУ изображенную на рисунке 5.

Матрицу вместе с семянкой 1 помещали на предметный столик твердомера Шора. По индикаторной шкале 2 определяли величину статической нагрузки. Величину статического усилия изменяли: 30, 40, 51, 60, 84 Н. Эксперимент проводили более года, параметры микротравмирования фиксировали каждый месяц.

При взаимодействии рабочих органов на семянку возможны как статические, так и динамические воздействия. Нами разработана методика и проведены исследования по определению микротравм при сложных динамических воздействиях, сочетающих нормальное силовое воздействие и относительное движение контактирующей поверхности семянки.

Исследовали зависимость параметров микротравм от шероховатости поверхности трения: сталь (Ст.3), дерево мягких пород, металлопластик. Шероховатость стальной поверхности Rа изменяли в пределах 0,2 – 6,3.

1 – система грузов, 2 – индикатор, 3 – матрица с семянкой Рисунок 5 – Установка для определения параметров микротравмирования при статическом нагружении Исследовали зависимость параметров травм от числа соударений, от влажности семян. Число соударений изменяли от одного до пяти, влажность семян от 12 до 22%.

Отбор образцов, их анализ и обработку полученных результатов проводили по стандартным методикам в соответствии с требованиями ГОСТов с использованием современных приборов и оборудования (ГОСТ 12036-85).

При анализе образцов определяли длину, ширину, количество микротрещин, усилие разрушения и усилия, при котором интенсивно появляются микротрещины для различных культур, энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян (ГОСТ 12038-84, ГОСТ 12039-82).

В четвертой главе «Экспериментальные исследования параметров микротравмирования при послеуборочной обработке семян» приведены результаты лабораторных исследований влияния кинематических и силовых режимов на длину, ширину микротравм и их количество, дана оценка микротравмирования в зависимости от кратности увеличения объекта.

Исследования показали, что увеличение в 10 и 16 раз дает только общую картину разрушения семян (макротрещины), плохо видны локальные участки и микротрещины. При увеличении в 50 раз хорошо видны локальные участки, микротрещины (трещины, не видимые при увеличении в 10 раз), вмятины. Увеличения в 50 и 80 раз, по нашему мнению, непригодно для исследования, т. к. не позволяет наблюдать общую картину разрушения, при таком увеличении поверхность должна быть отшлифована и объект наблюдения должен располагаться в одной плоскости, что невозможно для семян.

При увеличении в 26 раз, хорошо видны общая картина разрушения, характер распространения макро- и микротрещин.

Исследования показали (рисунок 6), что силовое воздействие на семена не должно превышать предельного усилия разрушения (для ржи – 11,18 Н, мягкой пшеницы, тритикале, кукурузы, гороха – 14,9 Н.

1 – суммарная длина микротрещин, мм, Рисунок 6 – Зависимость суммарной длины и ширины микротрещин от При силовом воздействии 5,96 Н разрушение гороха, тритикале и кукурузы не происходило, не наблюдали видимых микротрещин.

При силовом воздействии 2,98 Н, разрушение зерновок ржи и мягкой пшеницы не происходило.

Интенсивное появление микротрещин наблюдается:

– для ржи, пшеницы при силовом воздействии 5,96 Н, – для тритикале, кукурузы, гороха при силовом воздействии 8,25 Н.

При взаимодействии рабочих органов сельскохозяйственных машин с семенами они подвергаются как статическим, так и динамическим воздействия.

На основании исследований при сложном динамическом воздействии скорость взаимодействия поверхности рабочих органов на семянку для пшеницы и ржи не должна превышать 4,71 м/с. Дальнейшее увеличение скорости приводит к разрушению зерновки.

При работе сельскохозяйственных машин имеют место несколько воздействий на семянку. Исследованиями установлено что, при одно и двукратном воздействии рабочих органов на семянку ширина и длина микротрещин не значительны. При трехкратном воздействии наблюдается резкое увеличение ширины трещины до 0,22 мм (рисунок 7), возрастают суммарная длина и количество микротрещин, а микротрещины переходят в макротрещины. Это необходимо учитывать, при получении качественного семенного материала.

Анализ экспериментальных данных (рис. 8, 9, 10) показывает, что при взаимодействии зерна с металлопластиком по сравнению с взаимодействием с деревянной поверхностью наблюдается резкое увеличение ширины микротрещин (более чем в 3 раза).

Рисунок 7 – Зависимость ширины микротрещины от количества Рисунок 8 – Гистограмма зависимости Рисунок 9 – Гистограмма зависимости количества микротрещин от поверхности длины микротрещины от поверхности Рисунок 10 – Гистограмма зависимости ширины микротрещины от При взаимодействии с металлической поверхностью ширина микротрещин достигала критического значения, при котором зерновки ржи разрушаются.

Для оценки значений параметров микротравм мягких и твердых сортов пшеницы нами принимались условия: подбор семян одного срока уборки, ручного способа обмолота, усилие воздействия 6 Н, влажность семян была близкой к кондиционной 14%.

Исследования (таблица 5) показали, что наиболее стойкие к механическим воздействиям являются зерновки твердых сортов пшеницы, и особенно пшеница сорта Безунчукская 139. Наибольшие значения показателей микротравм наблюдаются у мягких сортов пшеницы: Волгоградская 84, Воронежская 7.

Таблица 5 – Количественная оценка травмирования мягких и твердых сортов пшеницы Сорт Доля зерновок Суммарная Ширина микро- Количество Мягкие сорта Твердые сорта Результаты зависимости параметров травмирования (суммарного количества трещин, длины трещин, ширины) от влажности представлены на рисунках 11 и 12.

При влажности зерновок до 15% суммарное количество и длина трещин растут незначительно, при влажности от 15 до 18% наблюдается резкое увеличение количества микротрещин и их суммарной длины; микротрещины переходят в макротрещины, на некоторых участках зерновки наблюдается вздутие оболочки. При влажности 14–16% зерновка переходит от хрупкоупругого состояния в вязко-пластичное, что приводит к повышению внутренних напряжений, а следовательно, снижает прочность. При влажности 18% и более количество трещин не увеличивается, имеющиеся трещины увеличиваются в длине. Ширина микротрещин увеличивается по линейной зависимости при повышении влажности.

Рисунок 11 – Влияние влажности на 1 – суммарной длины трещин, мм, Из выше изложенного следует что, при послеуборочной обработке и хранении зерен с микроповреждениями влажность не должна превышать 16 %.

На основании исследований микротравм пшеницы при их статическом нагружении (рисунки 13, 14) установлено, для того чтобы получить качественные семена, срок их хранения не должен быть более 31 недели, величина статической нагрузки должна быть не более 50 Н.

Рисунок 13 – Оценка суммарной длины микротрещин от длительности хранения при статическом усилии Анализ лабораторной всхожести и энергии прорастания целых зерен и зерен с микроповреждениями показал, для того чтобы получить качественный посевной материал, микроповрежденные зерна не должны храниться более 11 недель. Это объясняется тем, что при большем сроке хранения зерна поражаются вредными бактериями и грибковыми заболеваниями, микроорганизмами, которые проникают через микротрещину, плесневеют.

Рисунок 14 – Оценка количества микротрещин от длительности хранения при В пятой главе «Реализация результатов исследований и их экономическая эффективность» дана сравнительная оценка методики определения уровня травмирования обработкой индигокармином, промывкой и разделением по 6 видам травм и усовершенствованной методики.

Усовершенствованная методика позволяет определить динамику развития микротрещины, оценить количественные и качественные характеристики микротравм, повышает точность оценки микротрещин.

На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по прогнозированию и снижению травмирования семян при послеуборочной обработке.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Получена теоретическая модель, для определения зон деформирования и предельных напряжений в зерновке в зависимости от точки приложения усилия на семянку, внутренних и внешних факторов.

2. Предложено уравнение, позволяющее определить суммарную длину микротрещин в зависимости от совокупного влияния на семянку внешних факторов (усилия воздействия, импульса силы) и внутренних факторов (физико-механических свойств семянки: модуля упругости, плотности и жесткости оболочек);

3. Усовершенствованная методика оценки микротравмирования семян, за счет 26-кратного увеличении объекта травмирования обеспечивает более точное определение характера микротрещин, обладающих фрактальной структурой.

4. Установлено, что интенсивное появление микротрещин наблюдается при усилии воздействия: для ржи, пшеницы 5,96 Н; тритикале, кукурузы, гороха 8,25 Н. Предельные усилия разрушения для данных культур соответственно составляют 11,18 Н и 14,9 Н. Увеличение кратности воздействия более трех приводит к резкому росту суммарного микротравмирования, а затем переходу микротравм в макротравмы.

5. Размерные характеристики микротравм зависят от физикомеханического состояния зернового материала, влажности зерновок и вида контрповерхности. При взаимодействии зерновок с поверхностью рабочих органов машин для послеуборочной обработки шероховатость контртела не должна превышать Rа1,6, влажность зернового материала – 16%; скорость перемещения семян по поверхности контакта должна быть не более 4,71 м/с.

Для получения качественных семян величина статической нагрузки должна быть не более 50 Н, а срок хранения не более 31 недели.

6. Разработаны рекомендации по прогнозированию и снижению травмирования семян при послеуборочной обработке, утвержденные Департаментом аграрной политики Воронежской области (протокол № 2 от « 17 » декабря 2009 г.) и защищенные свидетельством о государственной регистрации компьютерной программы (№ 2010611851).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК 1. Кузнецов В.В. Предельное силовое воздействие на зерновку при послеуборочной обработке / В.В. Кузнецов, С.З. Манойлина С.З.// Тракторы и сельхоз машины. – 2008. - №7. - С.45.

2. Кузнецов В.В., Манойлина С.З., Винников А.Н. Рекомендации по прогнозированию и снижению травмирования семян при послеуборочной обработке / ФГОУ ВПО ВГАУ. – 2010. - С.1-11.

3. Кузнецов В.В., Манойлина С.З., Программа-алгоритм прогнозирования травмирования зерновых и бобовых культур по физико-механическим свойствам семян и параметрам силового воздействия. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, № 2010611851,зарегистрирована 11.03.2010.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций 4. Кузнецов В.В. Устройство для разделения зерновых смесей / В.В.

Кузнецов, С.З. Манойлина, В.С. Науменко // Перспективные технологии, транспортные средства и оборудование при производстве, эксплуатации, сервисе и ремонте:Сб. науч.тр. / Воронежская государственная лесотехническая Академия. - 2006, С. 134-137.

5. Кузнецов В.В. Оценка микроповреждений зерновок в зависимости от количества силовых воздействий / В.В. Кузнецов, С.З. Манойлина, О.С.

Мальчикова // Вестник ВГАУ. – 2007. - №7 (52). - С. 18-20.

6. Кузнецов В.В. Совершенствование методики оценки микроповреждения зерновок / В.В. Кузнецов, С.З. Манойлина // Вестник ВГАУ. - 2007. С. 121-135.

7. Кузнецов В.В. Оценка микроповреждений зерновок при взаимодействии с различными контрповерхностями / В.В. Кузнецов, С.З. Манойлина // Мировой опыт и перспективы развития сельского хозяйства: Сб. науч. тр. / Воронежский госагроуниверситет. – 2008. - С.189-191.

8. Кузнецов В.В. Изменение микроповреждения зерновок от влажности / В.В. Кузнецов, С.З. Манойлина, В.С. Науменко // Инновационные технологии механизации сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр. / Воронежский госагроуниверситет.- 2009. - С.15-17.

9. Кузнецов В.В. Влияние внешних и внутренних факторов на процесс травмирования зерна / В.В. Кузнецов, С.З. Манойлина // Вестник ВГАУ. С. 39-44.

10. Кузнецов В.В. Оптимизация технологической схемы линии для послеуборочной обработке семян / В.В. Кузнецов, С.З. Манойлина // Вестник ВГАУ. – 2010. - Выпуск 1 (24). - С. 27-34.

11. Манойлина С.З. Влияние срока хранения на всхожесть пшеницы Альбидум / С.З. Манойлина // Инновационные технологии механизации сельскохозяйственного производства. Сб. науч. тр. / Воронежский госагроуниверситет.- 2009. - С. 48-50.

Подписано в печать 17.11.2010 г. Формат 60х801/16. Бумага кн.-журн.

П.л. 1,0. Гарнитура Таймс. Тираж 100 экз. Заказ № 4607.

Типография ФГОУ ВПО ВГАУ 394087, Воронеж, ул. Мичурина,

 
Похожие работы:

«Волков Владимир Сергеевич РАЗРАБОТКА РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Санкт-Петербург-2014 Диссертация выполнена на кафедре Энергообеспечение производств и электротехнологии в АПК в Федеральном государственном бюджетном...»

«МАЧНЕВ АЛЕКСЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОДПОЧВЕННО-РАЗБРОСНОГО ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук ПЕНЗА – 2011 Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Пензенская государственная сельскохозяйственная академия (ФГОУ ВПО...»

«КОВАЛЕВ Михаил Михайлович ТЕХНОЛОГИИ И МАШИНЫ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ УБОРКИ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Москва - 2009 Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский, проектно-технологический институт механизации льноводства Россельхозакадемии (ГНУ ВНИПТИМЛ Россельхозакадемии) доктор технических...»

«Кузнецов Евгений Владимирович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕСЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ МАЛИНЫ ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ И ОБОСНОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНОРЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПРЫСКИВАТЕЛЯ Специальность 05.20.01- Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Чебоксары - 2009 Работа выполнена на кафедре Сельскохозяйственные, мелиоративные и строительные машины ФГОУ ВПО Брянская государственная...»

«РАКУТЬКО Сергей Анатольевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ В АПК ПУТЕМ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ЭТАПОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБЛУЧЕНИЯ Специальность: 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург - Пушкин – 2010 Работа выполнена на кафедре энергообеспечения производств в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего...»

«САВИН Владимир Юрьевич ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРИЦЕПНОГО ОЧЕСЫВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж 2011 Работа выполнена на кафедре Агропромышленная инженерия ГОУ ВПО Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана. Научный руководитель : кандидат...»

«Беляков Андрей Владимирович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОСЕВА СЕМЯН БАХЧЕВЫХ С МОДЕРНИЗАЦИЕЙ ПОЛОЗОВИДНОГО СОШНИКА Специальность: 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград 2007 2 Работа выполнена на кафедре: Сельскохозяйственные машины ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : доктор с.-х. наук, профессор Цепляев...»

«ЧЕРНЫШОВ Сергей Владимирович СНИЖЕНИЕ ТРАВМИРОВАНИЯ ЗЕРНА ЗА СЧЕТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕХАНИЗАЦИИ ЕГО ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства (сельскохозяйственные наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Воронеж – 2011 Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственных машин ФГОУ ВПО...»

«ЧЕРНЫШОВ Алексей Викторович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА НА РЕШЕТНОМ СТАНЕ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства (технические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж – 2011 Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственных машин федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального...»

«Дорохов Алексей Семенович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕНОЙ ТЕХНИКИ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный...»

«Абдразаков Эльдар Фяридович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА (НА ПРИМЕРЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ) 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовский государственный аграрный университет...»

«Козырева Лариса Викторовна ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ПРИМЕНЕНИЕМ НАНОМАТЕРИАЛОВ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени доктора технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет...»

«ТЮРИН АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН КЛЕЩЕВИНЫ Специальность: 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар 2008 2 Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. В. С. Пустовойта Научный руководитель : доктор технических наук, старший...»

«Осмонов Орозмамат Мамасалиевич Научно-технические основы создания автономных биоэнергетических установок для крестьянских хозяйств в горных районах Киргизии Специальность 05.20.01. – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Москва – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный...»

«Шпилёв Евгений Михайлович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРЕУГОЛЬНОГО ГУСЕНИЧНОГО ДВИЖИТЕЛЯ Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Благовещенск – 2012 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Дальневосточный государственный...»

«Григорьев Алексей Олегович РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОПИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА КАПУСТОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА Специальность 05.20.01- Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чебоксары – 2009 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Чувашская государственная сельскохозяйственная академия на кафедре физики и технической механики. Научный руководитель : доктор технических наук, доцент Алатырев...»

«БРУСЕНЦОВ Анатолий Сергеевич ПАРАМЕТРЫ МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ДЛЯ УБОРКИ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР НА СЕМЕНА Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар 2009 2 Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (ФГОУ ВПО...»

«МИРОНЕНКО Денис Николаевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫДЕЛЕНИЯ ТРУДНОВЫДЕЛИМЫХ ПРИМЕСЕЙ И БИОЛОГИЧЕСКИ НЕПОЛНОЦЕННЫХ ЗЕРНОВОК ПРИ ОБРАБОТКЕ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА ПШЕНИЦЫ Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства (технические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук ВОРОНЕЖ – 2010 Работа выполнена на кафедре Сельскохозяйственные машины ФГОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет им....»

«ЛЯГИНА Людмила Александровна ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ ПРОДУКТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЗА СЧЕТ ИНФРАКРАСНО–КОНВЕКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2010 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Одной из важнейших задач сельскохозяйственного производства является получение продовольственной продукции...»

«КОНОВАЛОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ПАРАМЕТРОВ ОДНОВАЛЬЦОВО-ДЕКОВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ЗЕРНА Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Улан-Удэ – 2013 Работа выполнена на кафедре Пищевая и аграрная инженерия ФГБОУ ВПО Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления Научный руководитель доктор...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.