Определение параметров перемещения семян зерновых и зернобобовых культур в центробежном распределителе селекционной сеялки

Разработка селекционных сеялок возможна при детальном изучения закономерности перемещения семян в центробежном распределителе на основе исследования скорости, времени и углового перемещения семян. Оптимальные параметры перемещения семян в центробежном распределителе должны обеспечить точное и бесперебойное распределение семян по патрубкам в семяпроводы для равномерного высева семян в борозду при рядовом посеве. Целью исследований являлось определение параметров перемещения семян в центробежном распределителе селекционной сеялки при взаимодействии его лопаток с потоком семян зерновых или зернобобовых культур. Методология исследований включала в себя анализ физико-математических зависимостей и имитационное моделирование процесса выпадения семян в центробежном распределителе сеялки типа Wintersteiger Plotseed S-ВИМ с частотой вращения распределителя до 3100 об/мин. Разработанная 3D-модель процесса движения семян в центробежном распределителе позволила установить нелинейную зависимость коэффициента трения семян о материал лопаток на динамику процесса. При увеличении коэффициента трения с 0,2 до 0,38 скорость семян при сходе с лопатки снижается с 8,59 до 6,3 м/с (на 36%), время движения по лопатке возрастает с 0,0065 до 0,0086 с (на 32%), а угловое перемещение увеличивается с 1,59 до 2,24 рад (на 40%). Дальнейший рост коэффициента трения до 0,57 приводит к дополнительному снижению скорости на 8% и увеличению времени движения на 54%. Угол схода семян линейно возрастал с 54 до 68 град. Установлено, что качественный посев семян зерновых и зернобобовых культур для сеялки Wintersteiger Plotseed S-ВИМ возможен при условии, когда коэффициент трения семян о материал лопатки равен 0,38, угол схода семени с лопатки соответствует 62,5 град. и скорость семени при сходе достигает 6,3 м/с. Разработанная 3D-модель процесса движения семян в центробежном распределителе поможет в дальнейшем разработать высевающий аппарат с электроприводом для сеялки 3-го этапа селекционных работ с роботизированным кассетным загрузочным устройством.

1. Измайлов А.Ю. Интеллектуальные технологии и роботизированные средства в сельскохозяйственном производстве // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89, № 5. С. 536-538. https://doi.org/10.31857/S0869-5873895536-538. EDN: UKKACW

2. Бейлис В.М., Ценч Ю.С., Коротченя В.М., Старовойтов С.И., Кынев Н.Г. Тенденции развития прогрессивных машинных технологий и техники в сельскохозяйственном производстве // Вестник ВИЭСХ. 2018. № 4. С. 150-156. EDN: YTHPID

3. Лобачевский Я.П., Дорохов А.С. Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15, № 4. С. 6-10. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2021-15-4-6-10

4. Чулков А.С., Шайхов М.М. Математическое моделирование работы конусного высевающего аппарата селекционной сеялки // Агроинженерия. 2025. Т. 27, № 4. С. 40-46. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2025-4-40-46

5. Чулков А.С., Чаплыгин М.Е., Шайхов М.М. Роботизированное кассетное загрузочное устройство карусельного типа для селекционной сеялки // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2024. Т. 17, № 3. С. 99-107. EDN: UREWAC

6. Чулков А.С., Чаплыгин М.Е., Шайхов М.М. Обоснование параметров работы роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа для селекционной сеялки // Инженерные технологии и системы. 2024. Т. 34, № 4. С. 549-562. https://doi.org/10.15507/2658-4123.034.202404.549-562

7. Cheng X.P., Li H.W., He J. et al. Optimization of operating parameters of seeding device in plot drill with seeding control system. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2021;14(3):83-91. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20211403.6218

8. Шварц А.А., Беседин Б.П., Колесников Е.Ю. Конструктивные особенности и результаты работы разбрасывателя органо-минеральных удобрений // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 7. С. 186-188. EDN: YIKNIV

9. Cool S.R., Pieters J.G., Seatovic D. et al. Development of a stereovision-based technique to measure the spread patterns of granular fertilizer spreaders. Sensors. 2017;17(6):1396. https://doi.org/10.3390/s17061396

10. Ou M., Wang G., Lu Y. et al. Structure optimization and performance simulation of a double-disc fertilizer spreader based on EDEM-CFD. Agronomy. 2025;15(5):1025. https://doi.org/10.3390/agronomy15051025

11. Bivainis V., Jotautienė E., Lekavičienė K. et al. Theoretical and experimental verification of organic granular fertilizer spreading. Agriculture. 2023;13(6):1135. https://doi.org/10.3390/agriculture13051135

12. Guan Z., Mu S., Jiang T. et al. Development of centrifugal disc spreader on tracked combine harvester for rape undersowing rice based on DEM. Agriculture. 2022;12(4):562. https://doi.org/10.3390/agriculture12040562

13. Черноволов В.А., Хижняк В.И., Несмиян А.Ю. и др. Методика расчета угла бросания удобрений и семян центробежным аппаратом с отклоненными от радиуса лопатками как функции случайных координат точки подачи // Вестник аграрной науки Дона. 2022. Т. 15, № 2. С. 17-28. EDN:AELVMJ

14. Мальцев П.С. Разработка и исследование высевающего аппарата избыточного давления для точного поштучного дозирования семян сои // Агроэкоинфо. 2023. № 3. С. 25. EDN: ICADFN

15. Марвко И.А, Новиков В.И., Зубрилина Е.М. и др. Методика и результаты определения коэффициента трения семенного материала с использованием автоматизированного устройства // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2019. № 147. С. 10-20. EDN: BKHXDF

16. Черноволов В.П., Ужахов Т.М. Моделирование процессов распределения минеральных удобрений центробежными аппаратами: Монография. Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2011. 264 с. EDN: QLCEQF