Оптимизация параметров почвосдвигающей пластинки

АННОТАЦИЯ

В статье приведены оптимизации параметров почвосдвигающей пластинки и определены рациональные значение рабочих органов.

ABSTRACT

The article presents the optimization of the parameters of the soil-shifting plate and determines the rational value of the working bodies.

Ключевые слова: рабочих орган, плоскорежущей лапы, высота почвосдвигающей пластинки, длина почвосдвигающей пластинки, крошения почвы, обрабатываемой  полосы.

Keywords: working body, flat-cutting paws, height of the soil-shifting plate, the length of the soil-shifting plate, crumbling of the soil, the cultivated strip.

С учетом сложности процесса взаимодействия рабочих органов с почвой, в котором участвует и взаимодействует многие факторы, при определении оптимальных параметров рабочих органов для полосной обработки почвы был поставлен многофакторный эксперимент. Для описания рассматриваемого процесса предполагалось, что изучаемый процесс является непрерывной функцией аргументов и может быть с достаточной точностью представлен полиномом второго порядка.

Априорный анализ, результаты теоретических исследований и предварительных опытов показали, что наиболее существенное влияние на качество крошения почвы, степень очищения почвы от растительных остатков и тяговое сопротивление плоскорежущей лапы оказывают следующие параметры: Н – высота почвосдвигающей пластинки, L – длина почвосдвигающей пластинки, V – поступательная скорость. Уровни и интервалы варьирования этих параметров приведены в таблице 1.

При выборе интервалов варьирования каждого отдельного фактора стремились к тому, чтобы оптимальная точка находилась в интервале варьирования. Кроме того, все факторы были бы совместимы, т.е. была бы возможность реализации всех вариантов матрицы.

Исходя из вышеизложенных условий назначились интервалы варьирования каждого фактора. Для уменьшения влияния внешних неконтролируемых факторов последовательность проведения экспериментов рандомезирована с помощью таблицы случайных чисел.

Таблица 1.

Уровни факторов и интервалы их варьирования

В качестве функции отклика были выбраны степень крошения почвы, степень очищения обрабатываемой полосы от стерни и корней,  а также  тяговое сопротивление плоскорежущей лапы.

Полученные результаты экспериментов обработаны на ПК IBM  по программе, предназначенной для обработки данных экспериментов по плану В₃  с полурепликой.

После обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии:

- по качеству крошения почвы, %

y = 75,0889 + 1,0770X₁ + 7,3633 X₃ – 2,0977X₁² – 1,0408 X₁X₃ + 1,2525X₂X₃ + 1,7373X₃²  (1.1)

-по степени очищения обрабатываемой полосы от стерни и корней,  %

y = 85,24 + 1,4310 X₁ + 2, 5013X₂ +  4,2710 X₃ + 2,9253 X₃² –  2, 0379 X₂X₃                    (1.2)

-  по тяговому сопротивлению плоскорежущей лапы, (Н)

y  = 255,884 + 8, 3167 X₁ + 15, 79 X₂  + 66,036 X₃  + 6, 6998 X₃²                             (1.3)

Проверка гипотезы об адекватности модели и функции отклика производилась с помощью критерия Фишера. Для степени крошения, очищения обрабатываемой полосы от стерни и корней, а также тягового сопротивления плоскорежущей лапы расчетное значение критерия Фишера составили соответственно 2,2048; 2,24161; 2,21148, а табличное 2,36; 2,29; 2,24. Значит расчетное значение коэффициента меньше табличного. Следовательно, гипотеза об адекватности регрессионных моделей и функций отклика не противоречат полученным экспериментальным данным.

Адекватность полученных уравнений регрессия (1.1), (1.2), (1.3) позволяет провести анализ влияния на функцию откликов исследуемых факторов.

Из уравнений (1.1), (1.2), (1.3) видно, что все факторы, включенные в план эксперимента оказывают существенное влияние на качество крошения почвы, степени обрабатываемой полосы и тяговое сопротивление плоскорежущей лапы.

С уменьшением высоты (X₁) и длины (X₂) почвосдвигающей пластинки крошение почвы несколько ухудшается, а с увеличением скорости движения (X₃) улучшается.

Анализ уравнений (1.2) показывает, что с увеличением высоты (X₁) и длины (X₂) почвосдвигающей пластинки и скорости движения (X₃) агрегата степень очищения обрабатываемой полосы от растительных остатков увеличивается.

Из уравнения (1.3) видно, что высота (X₁) и длина (X₂) почвосдвигающей пластинки и скорости движения агрегата (X₃) существенно влияют на тяговое сопротивление плоскорежущей лапы. Их увеличение вызывает повышение ее тяговое сопротивления.

Решая уравнение (1.1), (1.2), (1.3) на ПК IBM методом «штрафных функций» получены следующие рациональные значения параметров (таблица 1.2), при которых обеспечивается требуемая степень крошения почвы (не менее 80 %) и степень очищения обрабатываемой полосы от стерни и корней (не менее 90 %) при минимальном тяговом сопротивлении.

Полученные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Рациональные значения параметров

Таким образом рациональными параметрами рабочих органов является: Н = 55 мм, L = 300 мм, V = 1,8 м/с. При таких параметрах рабочих органов степень крошения почвы составляет 80, 0 %, степень очищения обрабатываемой полосы от стерни и корней 90,01 %, а тяговое сопротивление 306,16 Н.

Список литературы:
1. Аугамбаев М., Иванов А.З., Терехов Ю.И. Основы планирования научно-исследовательского эксперимента. – Ташкент.: Укитувчи, 1993. -335 с.
2. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. –Л.: Колос, 1980. -166 с.
3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Граноский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. –М.: Наука, 1976. -278 с.
4. Насритдинов А.А., Киргизов Х.Т. Агрегат для полосной обработки почвы// Современные научные исследования и инновация. -2015. -№12. Москва. –С. 61-69.