сотрудник
сотрудник
сотрудник
Россия
В статье приведены результаты экспериментальных исследований по обоснованию и оценке влияния кинематического режима работы ротационного ботвоизмельчителя на полноту уничтожения колорадского жука. При проведении опытов использована методика математической теории планирования экспериментов. Для обработки результатов экспериментов было использовано разработанное авторами программное обеспечение на языке VBA в среде MS Excel. С помощью построенной математической модели была решена задача оптимизации и определены значения режимных параметров работы ботвоизмельчителя, обеспечивающие максимальный процент уничтожения колорадского жука.
колорадский жук, ротационный ботвоизмельчитель, план полнофакторного эксперимента, задача оптимизации.
Колорадский жук наносит большой вред сельскому хозяйству всего мира и, в частности, нашей страны. Если вовремя не позаботиться об уничтожении этого вредоносного насекомого, то оно может заполонить все картофельное поле, так как самки колорадского жука откладывают около 400-700 яиц. Полную дефоляцию растения могут вызвать 20-30 личинок/растение, а уже при 10% повреждения листовой поверхности наступает экономический вред.В работе решалась проблема подбора режимов работы ботвоизмельчителя, обеспечивающих наибольший процент уничтожения колорадского жука.Условия, материалы и методы исследований. В качестве факторов, определяющих процент уничтожения колорадского жука, нами были выбраны частота вращения ротора и скорость движения ботвоизмельчителя. Эти факторы, наряду с диаметром поперечного сечения рабочего элемента, оказывают наибольшее влияние на качество реализации технологического процесса измельчения ботвы картофеля, с одновременным измельчением имаго колорадского жука. От частоты вращения и диаметра рабочего элемента зависит сила удара на ботву, что влияет на качество ее измельчения и полноту уничтожения картофельного вредителя. Диаметр рабочего элемента был подобран ранее в лабораторных испытаниях на почвенном канале Казанского государственного аграрного университета, поэтому при проведении полевых экспериментов значение его бралось равным d = 0,006 м. Выбор скорости движения агрегата также важен, так как неверное ее значение ведет либо к снижению производительности, либо ухудшению качества работы [1].Вид зависимости между процентом уничтожения колорадского жука (отклик z) скоростью вращения ротора и скоростью движения ботвоизмельчителя (факторы х’ и y’) было решено выбрать в форме квадратичного полинома. Поскольку, как утверждается в [3], полиномиальные модели второго порядка позволяют решать абсолютное большинство инженерных задач в материаловедении и технологии, вследствие чего их можно считать базовыми для инженерной практики. То есть зависимость между откликом z и факторами x’ и y’ искалась в виде:
1. Абдрахманов Р.К. Агрегат для удаления ботвы /Р.К. Абдрахманов, М.Н. Калимуллин //Научно-производственный журнал «Сельский механизатор». М.: Изд-во ООО «Нива», 2009. - № 1. - С.12.
2. Абдрахманов Р.К. Энергетическая оценка ботвоизмельчителя /Р.К. Абдрахманов, М.Н. Калимуллин //Инженерная наука – агропромышленному комплексу /Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Института механизации и технического сервиса. Часть 2. – Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2010 – С.50-52.
3. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий /Ю.П. Адлер, Б.В. Маркова, Ю.Б. Грановский. – М.: Наука, 1976. – 280 с.
4. Вознесенский, В.А. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ: Учебник /В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, Б.Л. Огарков. – К.: Выща школа, Головное издательство, 1989. - 328с.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки его данных /Б.А. Доспехов. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351с.
6. Калимуллин М.Н. Машины для удаления ботвы корнеклубнеплодов (конструкция, теория, расчет, эксплуатация) /М.Н. Калимуллин, Р.К. Абдрахманов. - Казань: Изд-во Казанского государственного аграрного университета, 2015. – 164с.
7. Калимуллин М.Н. Определение рабочей скорости движения ротационного ботвоизмельчителя /М.Н. Калимуллин, Р.К. Абдрахманов, С.М. Архипов //Журнал «Механизация и электрификация СХ». – М.: АНО редакция журнала «Механизация и электрификация СХ», 2010. - №12. – С. 26-28.
8. Калимуллин М.Н. Результаты производственных испытаний ротационного ботвоизмельчителя БИР-4 /М.Н. Калимуллин, Р.К. Абдрахманов //Повышение эффективности растениеводства и животноводства – путь к рентабельному производству: Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной памяти Р.Г. Гареева. – Казань: Фолиантъ, 2008. – С. 135-139.
9. Мельников С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов /С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Колос, 1980. – 168с.
10. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование /Д. Химмельблау. – М.: МИР, 1975. - 534с.
11. Kalimullin M.N. Rotary haulm chopper parameters development and substantiation for root and tuber crops /M.N. Kalimullin, R.K. Abdrakhmanov, S.M. Arkhipov //International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973-4562 Volume 10, Number 10 (2015) pp. 25691-25697.
