РАЗДЕЛ 2
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ МЕЖДУРЯДИЙ В УСЛОВИЯХ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ
2.1. Обоснование конструктивно-технологической схемы орудия для междурядной обработки овощных культур на капельном орошении
Основным требованием, предъявляемым к рабочим органам для междурядной обработки овощей на капельном орошении является проведение качественной обработки всего междурядья без повреждения оросительной трубки. В связи с этим направлением исследований выбрано обоснование конструктивно-технологических параметров рабочих органов орудия для междурядной обработки овощных культур на капельном орошении предлагаемой конструктивной схемы (рис.2.1 a).
Конструкция рабочего органа культиватора [137,143] состоит из рамы 1, закрепленной на ней полой стойки 2 и расположенной в нижней части стойки односторонней плоскорежущей лапы 3. Внутри полой стойки 2 установлен вертикальный вал 4, неподвижно соединенный в нижней части с плоскорежущей лапой 3. В верхней части стойки 2 на раме 1 расположен привод 5, неподвижно соединенный с валом 4. В нижней части стойки 2 установлен окучник 6.
Работа культиватора осуществляется следующим образом: В начале движения в рядках овощей культиваторный агрегат приводится с транспортного положения в рабочее. При этом плоскорежущие лапы 3 рабочих органов культиватора касаются поверхности почвы и находятся в положении I (рис.2.1 б). В начале движения по направлению стрелки плоскорежущие лапы 3 поворачиваются с помощью привода 5 и вала 4 и, одновременно заглубляясь, заходят под оросительную трубку капельного орошения. Угол раствора плоскорежущих лап изменяется фиксировано. В положении II плоскорежущая лапа находится в установившемся периоде движения.
а)
б)
Рис. 2.1. Конструктивная (а) и технологическая (б) схемы работы культиватора:
1-рама культиватора; 2-стойка; 3-рабочие органы культиватора;
4-вал; 5-гидропривод
При завершении обработки междурядья агрегат переводится из рабочего в
транспортное положение. При этом плоскорежущие лапы 3 рабочего органа культиватора, находящегося в положении II, поворачиваются с помощью привода 5 и вала 4 и выходят из-под оросительной трубки. После чего агрегат поднимается с помощью гидросистемы трактора в транспортное положение.
Конструкция культиватора предусматривает движение стоек рабочих органов по линии защитной зоны рядка культур. Неподвижно закрепленный на стойке 2 окучник 6 подрезает почву перед стойкой, и, переворачивая, сдвигает его в сторону рядка культур.
Таким образом, применение для междурядной обработки овощных культур на капельном орошении орудия, оснащенного рабочими органами предлагаемой конструкции позволит проводить обработку во всем междурядье без повреждения оросительной трубки.
2.2. Определение закономерностей распределения сорняков по ширине междурядья при использовании капельного орошения
Качество выполнения технологического процесса культивации является основным и решающим критерием при выборе параметров культиваторных лап.
После вырывания сорняка из почвы, он продолжает двигаться по лезвию лапы, подчиняясь теории резания со скольжением. В общем случае движение сорняка по лезвию лапы представляет собой серию передвижений и остановок, вызванных различными причинами, причем удельное количество сорняков на лезвии увеличивается с удалением от носка лапы. Это приводит к тому, что причины остановок сорняков возникают все чаще, что в конечном итоге приводит к забиванию лапы сорняками.
При разработке орудия для междурядной обработки необходимо произвести также исследования по размещению сорняков по ширине междурядья, так как от этого зависит интенсивность прихода сорняков на лезвие.
Была принята рабочая гипотеза, согласно которой эмпирические распределения сорняков по ширине захвата культиваторной лапы подчиняются законам распределения (распределение Вейбула, экспоненциальное распределение, логнормальное распределение, нормальное распределение закон Гаусса):
Распределение ВейбулаЭкспоненциальное распределениеЛогнормальное распределениеНормальное распределениегде х - значение, для которого вычисляется функция;
?, ? - параметры распределения;
? - параметр функции;
? - среднее значение;
? - стандартное отклонение.
Статистическая обработка проводилась по следующей последовательности. В качестве меры расхождения теоретического и эмпирического рядов используем ?2, которые определяем из уравнения [155,159]:
(2.1)где ni - наблюдаемые частоты в i-ом интервале;
nо - теоретическое число проб, которое должно быть в i-ом интервале в соответствии со сравниваемым законом распределения.
Из этого выражения видно, что ?2 равен нулю лишь в том случае, когда все соответствующие эмпирические и теоретические частоты совпадают (ni =nо). В остальных случаях отличен ?2 от нуля и тем больше, чем больше расхождения между указанными частотами.
Степень согласования эмпирического распределения с теоретическим оценивается доверительной вероятностью P=f(?2) [155,159].
В виду большой трудоемкости для этих расчетов были разработаны программы на ЭВМ при использовании пакета программ Excel с целью автоматизации.
Таблица 2.1.
Результаты исследования соответствия распределения
количества сорняков эмпирическим законам распределения
Закон распределения выборкиДоверительная вероятность, %Вейбула0,9709Экспоненциальный0,9645Лог-нормальный0,9333Нормальный0,0
Таким образом, на основании данных табл. 2.1 можно сделать следующий вывод: при построении теоретической модели с некоторыми допущениями можно считать, что распределение сорняков по ширине междурядья - подчиняется закону распределения Вейбула (приложение А).
Очевидно, что размещение сорняков по ширине междурядья не равномерное и их количество зависит от удаления от оросительной трубки (примем допущение, что капельная трубка находится на одинаковом удалении от рядков, в