Technical Conditions of Even Fertilizer Distribution on Experimental Plots

ÖSSZEFOGLALÁS Hazánkban a szántóföldi kisparcellás kísérletek során a műtrágyaszórás gépesítése általában nem megoldott. Különösen igaz ez azoknál a kísérleteknél, ahol az egymást követő parcellákra különböző mennyiségű és hatóanyag tartalmú műtrágyát kell kijuttatni. Ennek a legtöbb helyen kézi úton végzett munkaműveletnek a gépesítésére kívántam megoldást adni. Elsőként egy FIONA/1.5 parcella-műtrágyaszóró gép munkaminőségi vizsgálatait végeztem el. Kimutattam az adagolás egyenlőtlenségének, szórásegyenlőtlenségének hibáit. Megállapítottam működésének hiányosságait. A vizsgálatok alapján szerzett ismeretek és a megfogalmazott célok alapján megterveztem és elkészítettem egy új parcella-műtrágyaszóró gépet. A fejlesztett parcella-műtrágyaszóró gép, különböző mennyiségű és összetételű műtrágyát képes az egymást követő parcellákra kijuttatni anélkül, hogy közben megállna. A berendezés végighaladva a parcellán, az előre kimért műtrágyamennyiséget juttatja ki, maradék nélkül. A parcellánként szükséges mennyiségű és összetételű műtrágyát, számozott dobozokban lehet előkészíteni. A kisparcellás műtrágyaszóró gép vontatható traktorral, ilyenkor a gépkezelő a traktor és a szórógép között kialakított ülésen ül. A műtrágyaszóró gép tolható kézzel, vagy üzemeltethető parcella traktorral. Munkaszélessége 1,5 m-ig fokozatmentesen állítható, a parcellahossz fokozatokban és fokozatmentesen is szabályozható. A fejlesztett gép előnyei: különböző összetételű műtrágyák kijuttathatók vele, érzéketlen a szemcsék alakjára, méretére, kis mennyiségek is biztonságosan kijuttathatók a géppel és a parcellára kijuttatott műtrágya mennyisége rendkívül pontosan beállítható. A fejlesztés során fontos volt, hogy a tervezés megfelelő elméleti alapokra helyezve történjen, ezért a tervezett műtrágyaszóró gép fő részegységeit (osztókúp, fogazott hevederes kiosztó, rotációs szétosztó) külön-külön vizsgálatok alá vontam. 1. Kimutattam az osztókúp beállításának fontosságát. Meghatároztam a maximálisan megengedhető eltéréseit (vízszintesség = 2-3º, egytengelyűség = 0,2-0,3 mm). 2. A tervező munka gyorsabbá és pontosabbá tételéhez kifejlesztettem egy-egy elméleti módszert az osztókúp és a beöntő tölcsér egytengelyűségének vizsgálatához és az osztókúp szögeltérés hatásvizsgálatához. Mindkét módszer egy-egy számítógépes matematikai program, amellyel modellezni lehet az egytengelyűség és a szöghelyzet hibájának hatását az osztókúp szétosztási egyenlőtlenségére. A matematikai módszerek az osztókúp tervezésekor nyújtanak segítséget. 3. Kimutattam a rotációs szétosztó fordulatszáma és szétosztási egyenlőtlensége közötti összefüggést, műtrágyák kijuttatása esetén. Meghatároztam az optimális beállítását (n=1000 150 1/min) (CV=2,6-4,3%). 4. Kifejlesztettem egy eddig még nem alkalmazott műtrágya kijuttató egységet (két oldalon fogazott heveder). A talajkerékhajtású heveder belső fogazása a csúszásmenetes járás miatt szükséges a külső fogazás pedig azért, hogy a heveder lassú mozgása közben a műtrágyaszemcsék ne mozduljanak el a helyükről. Bizonyítottam, hogy szoros összefüggés van a hosszirányú eloszlás és a heveder fogparaméterei között. Modellkísérletetekkel meghatároztam a vizsgált műtrágyákhoz az optimális értékét (fogosztás = 3-4 mm). 5. A műtrágya keresztirányú elosztásának egyenletesebbé tételére oszlató-ütköző lemezt alkalmaztam. Meghatároztam a lemez szögének hatását a szórás egyenlőtlenségre és megadtam az optimális beállítását (65-75º). A fejlesztett parcella-műtrágyaszóró gép jellemzőiről munkaminőségi vizsgálatokkal győződtem meg. 1. Bizonyítottam, hogy a fejlesztett berendezés a műtrágya mennyiséget nagyságrendekkel pontosabban szórja ki, mint a vizsgált folyamatos működésű géptípus. A kedvező adagolásegyenlőtlenség - (efejlesztett gép=0,28-0,42%), összehasonlítva a FIONA/1.5 szóró gépével (eFiona/1.5=4,8-7,6%), - a berendezés alapelvéből következik. 2. Kimutattam, hogy a gép keresztirányú szórásegyenlőtlensége (CVszakaszos=19,5-22,1%) kisebb, mint a kézi szórásé (CVkézi szórás=60-72%) vagy a vizsgált FIONA/1.5 folyamatos működésű géptípusé (CVFiona/1.5=24-26%). 3. Bizonyítottam, hogy a kísérleti parcella-műtrágyaszóró gép kedvezőbb szórási jellemzőkkel rendelkezik a parcella elején és végén, mint a kúpos rendszerű parcella gépek. SUMMARY In Hungary mechanization of fertilizer distribution during field small plot experiments is not solved. It is especially valid for those experiments where different amount of fertilizer with varying agent content is to be distributed to subsequent plots. I seek to find a solution for mechanization of this operation which is mostly executed manually. As the first step my purpose was to convert the FIONA Plot Fertilizer Drill/1.5 plot fertilizer distributor that was available for row distribution and improve the unevenness of spreading. Because of deficiencies in the choice of plot fertilizer distributors and the demand on behalf of researchers I designed and built a plot fertilizer distributor that dispenses different amount precisely on each plot. I consider it to be my important task to set the design work on proper theoretical basis, therefore I aimed at making separate examinations with each main part before designing and building the fertilizer distributor. 1. I elaborated a theoretical method by which the effect of the alignment fault of the cone dispenser and the feeding funnel on evenness of spreading can be modelled. I made a computed approximate model by which the effect of the cone dispenser angle fault on evenness of spreading can be simulated. Based on the findings gained by the two approximate models the optimal measures, settings of the cone dispenser can be determined. 2. I pointed out that even slight eccentricity (0.25-0.5 mm) and some degrees of angle deviation (2-3°) can also significantly increase the unevenness of spreading. 3. I determined the effect of the dispensing baffle plate angle on the unevenness of spreading and found the optimal setting (65-75°). 4. I revealed the correlation between the rotating dispenser’s working speed and unevenness of spreading in case of dispensing fertilizers. I determined its optimal setting (n=1000+150 l/min) (CV=2.6-4.3%). 5. I proved that there is close correlation between the longitudinal distribution and the cog dimensions of the conveyor, and I determined its optimal setting (cog spacing=3-4 mm). My research targets included making work quality examinations with different fertilizers with the prepared experimental fertilizer distributor. 1. I pointed out that the discontinuous working principle ensures more accurate and even distribution of fertilizer than the machine with continuous working principle or the manual spreading (u discontinuous= 0.28-0.42%) (ucontinuous=4.8-7.6%) (CVdiscontinuous =19.5-22.1%) (CVmanual spreading=60-72%) (CVcontinuous=24-26%). 2. I proved that the deviation of spreading is limited to the shortest path at the beginning and end of the plot with the developed conveyor distributor compared to the cone dispenser type of plot machines