Обґрунтування параметрів очісуючого пристрою для обмолоту зернових культур на корені

Размещено на http://www.allbest.ru/

КРИМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 631.354.2

Обґрунтування параметрів очісуючого пристрою для обмолоту зернових культур на корені

05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Машков Олександр Михайлович

Сімферополь 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Кримському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України.

Захист відбудеться 21 липня 2000 року о 14-00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.805.03 в Кримському державному аграрному університеті в аудиторії 2/250 другого навчального корпусу за адресою: 333030, Сімферополь, смт. Аграрне, Кримський державний аграрний університет.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Кримського державного аграрного університету.

Автореферат розісланий 20 червня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Бабицький Л.Ф.

очісуючий зерно бітер

АНОТАЦІЯ

Машков О.М. Обгрунтування параметрів очісуючого пристрою для обмолоту зернових культур на корені. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництва. Кримський державний аграрний університет, Сімферополь 2000.

Дисертація присвячена питаням обґрунтування параметрів очісуючого пристрою для обмолоту зернових культур на корені. На основі аналізу сучасних технологій збирання, аналізу конструкцій для здійснення обмолоту рослин на корені, теоретичних і експериментальних досліджень визначено конструктивну схему очісуючого пристрою, раціональні параметри та режими роботи очісуючого пристрою, який дозволяє збільшити продуктивність серійного зернозбирального комбайна в 1,5...2,0 рази, знизити загальні втрати зерна при збиранні пшениці - 0,8...1,6%, при подрібненні бункерного зерна - 0,8...1,2% на збиранні рису загальні втрати - 1,45...2,70%, при роздрібненні зерна в бункері - 1,0...4,0%, обмолот рису здійснюється за 1 прохід. За результатами досліджень розроблений та виготовлений експериментальний очісуючий пристрій, до комбайна СК-5 “Нива” із очісуючим барабаном і бітером-відбивачем, виробнича перевірка якого підтвердила перспективність обраного напрямку досліджень.

Ключові слова: зернові культури, зерно, збирання, очіс, очісаний ворох, очісуючий пристрій, очісуючий барабан, бітер-відбивач, втрати зерна осипом.

АННОТАЦИЯ

Машков А.М. Обоснование параметров очесывающего устройства для обмолота зерновых культур на корню. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства. Крымский государственный аграрный университет, Симферополь 2000.

Повышение производства зерновых культур имеет для Украины большое народнохозяйственное значение, что объясняет необходимость совершенствования и внедрение новых уборочных технологий, а также создание новых высокопроизводительных отечественных машин.

Анализ существующих технологий уборки зерновых культур позволил выделить перспективность и целесообразность применения технологии обмолота растений на корню. В свою очередь анализ устройств для осуществления данной технологии установил наиболее приемлемую конструкцию, имеющую высокие показатели, как по качеству уборки, так и по составу полученного вороха.

Это определило цель исследований, которая состоит в увеличении производительности серийных зерноуборочных комбайнов, снижение потерь, улучшение качественных показателей уборки путем использования жатки очесывающего типа и обоснования основных параметров. Установлено, что при работе очесывающего устройства, создаются благоприятные условия для обмолота, позволяющие сократить травмирование зерна, обеспечить более полный сбор урожая, разгрузить молотилку комбайна. В результате теоретических и экспериментальных исследований обоснована конструктивная схема, рациональные параметры и режимы работы устройства с очесывающим барабаном и битером-отражателем, что позволило повысить производительность серийного комбайна в 1,5…2,0 раза, при допустимых общих потерях 0,8-1,6% на уборке пшеницы и обеспечить уборку риса за 1 проход.

По результатам исследований разработано и изготовлено очесывающее устройство к комбайну СК-5 “Нива”, производственная проверка которого подтвердила перспективность применения метода очесывания зерновых культур на корню.

Внедрение технологии уборки зерновых культур методом обмолота на корню с использованием очесывающего устройства позволит получить экономический эффект до 119 грн/га.

Ключевые слова: зерновые культуры, зерно, уборка, очес, очесанный ворох, очесывающее устройство, очесывающий барабан, битер-отражатель, потери зерна осыпью.

SUMMARY

Mashkov. A.M. A substantiation of parameters of combing device for thrashing of standing grain cultures. The manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.20.01 - Mechanization of agricultural manufacture. The Crimean state agrarian university, Simferopol 2000.

The dissertation is devoted to questions of a substantiation of parameters of combing device for thrashing of standing grain cultures.

On the basis of analysis of modern technologies of harvest, analysis of designs for realization of thrashing of standing plants, theoretical and experimental researches is determined constructive circuit of combing device, rational parameters and modes of operations of combing device are determined, which allows to increase productivity of serial grain combine in 1,5…2,0 times, decrease of general losses of a grain during harvesting of wheat to 0,8…1,6%, at splitting a bunker grain 0,8…1,2% on harvesting of rice general losses are 1,45…2,70%, at splitting a grain in bunker 1,0 … 4,0%, thrashing of rice is carried out for 1 pass.

Experimental combing device to combine harvester CK-5 “Niva” with stripping cylinder and beater-reflector is developed and manufactured by the results of researches.

Manufacturing test of it has confirmed the availability of the chosen direction of researches.

Keywords: grain cultures, grain, harvest, tow, thrashed heap, combing device, stripping cylinder, beater-reflector, loss of a grain by shatter.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Найактуальнішими проблемами на збиранні врожаю є підвищення продуктивності комбайнового парку, зменшення втрат зерна, забезпечення високої якості робіт. У господарствах на 95% комбайни морально і фізично застаріли, а втрати зерна сягають 15...20 і більше відсотків.

Першочерговою задачею є оновлення зернозбиральної техніки високо продуктивними комбайнами як власного, так і зарубіжного виробництва, щорічна технологічна потреба в яких складає біля 5000 машин. Одним із напрямків суттєвого зменшення напруженості при збиранні зернових культур, зменшення втрат і потреб в техніці є підвищення пропускної здатності комбайнів завдяки оснащенню їх жниварками очісуючого типу. Проте, конструкція очісуючих пристроїв та їх робочих органів недоскональна і потребує ретельного вивчення, обґрунтування і практичної перевірки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до тематичного плану НДР Кримського ДАУ: 6.9.1 - Розробка рисозбирального комбайна очісуючого типу; 6.9.1.1 - Розробка і дослідження режимів та параметрів робочих органів очісуючого пристрою. Який є частиною договору №2.50/226 “Створення збирального агрегату з жаткою очісуючого типу до комбайна СК-5 “Нива” від 01.01.1995 р. - між УкрЦВТ і Мінсільгосппродом України.

Тема досліджень входить у план НДР Кримського ДАУ по проблемі “Науково-обгрунтована система ведення сільського господарства в Криму в період виходу з кризи і переходу до ринку”.

Дисертаційна робота відповідає вимогам паспорта спеціальності 05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництва (пункти 1, 2, 3), який затверджено Президією ВАК України від 14.10.1998 року, №18-08/7.

Мета роботи - збільшення продуктивності серійних зернозбиральних комбайнів, зниження втрат і поліпшення якісних показників збирання шляхом використання жниварки очісуючого типу.

Задачі досліджень:

- знайти раціональну схему очісуючого пристрою;

- теоретично дослідити роботу очісуючого пристрою, і обґрунтувати його параметри. Вивчити динаміку руху зерна по направляючим після очісування рослин;

- дослідити вплив діаметра бітера-відбивача і типу його робочих органів на якісні показники роботи очісуючого пристрою;

- з метою визначення економічного ефекту від упровадження розробки, провести порівняльні дослідження комбайна з експериментальною очісуючою жниваркою і комбайна із серійною жниваркою.

Методика досліджень. Теоретичні дослідження проведені з використанням методів теоретичної механіки, математичного аналізу і моделювання. Дослідження проводилися на спеціально виготовленій лабораторній установці з використанням тензометрування і фотозйомки. При визначенні якісних показників роботи очісуючих пристроїв застосовувалося математичне планування експериментів. Агротехнічна оцінка експериментального очісуючого пристрою у польових умовах проводилася відповідно до ОСТ. 70.81.81. Машини зернозбиральні. Програма і методи випробувань, і за допомогою приватних методик.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що в ній дане експериментально-теоретичне обґрунтування конструктивних і робочих параметрів бітера-відбивача двухбарабанного очісуючого пристрою:

- на основі системного аналізу конструкцій приведена класифікація існуючих очісуючих пристроїв;

- одержані експериментальні залежності втрат осипом та вмісту вільного зерна в очісаному вороху від конструктивних і кінематичних параметрів очісуючого пристрою та швидкості агрегату.

Практична цінність. Запропонована конструкція експериментального очісуючого пристрою дозволяє підвищити продуктивність серійного зернозбирального комбайна в 1,5...2,0 рази, знизити загальні втрати зерна за комбайном до 0,6...1,0% на пшениці і до 1,4...2,0% на рисі. Знизити подрібнення бункерного зерна до 0,8...1,0% що на 2,6% менше роздрібнення серійним комбайном. Знизити витрату дизельного палива на 20-30%.

Особистий внесок здобувача:

- огляд існуючих технологій збирання зернових культур і конструкцій для здійснення обмолоту зернових культур на корені;

- польові пошукові дослідження;

- теоретичне обґрунтування кінематичних, динамічних і геометричних параметрів двохбарабанного очісуючого пристрою;

- експериментальні дослідження з обґрунтування геометричних параметрів бітера-відбивача і його энергооцінка;

- агрооцінка очісуючого пристрою і порівняльні дослідження на рисі і пшениці;

- економічна оцінка комбайна з очісуючим пристроєм.

Апробація роботи. Основні положення дисертації доповідалась у ІМЕСГ УААН (смт. Глеваха, 1993 р.), КДАУ (м. Сімферополь 1992...1999 рр.); НДІПТмаш (м. Краматорськ, 1993...1994 рр.), Укр. ЦВТ 1995 р.

Реалізація результатів дослідження. Результати теоретичних і експериментальних досліджень були використані КБ і Дослідним заводом НВО НДІПТмаш при розробці технічної документації і виготовленні досвідчених зразків жниварки очісуючого типу для зернозбирального комбайна. Пристрої одержали позитивну оцінку на попередніх випробуваннях проведених КДАУ разом із НВО НДІПТмаш, а також на приймальних випробуваннях в Укр. ЦВТ.

Публікації. Основні матеріали і положення дисертації опубліковані в 6 роботах загальним обсягом 1,6 умовних друкованих аркушів 3 наукових праці опубліковані в фахових виданнях, затверджених “Переліком ... “ ВАК.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків.

Обсяг роботи - 142 сторінки машинописного тексту, ілюстрованих 7 таблицями, 60 рисунками, 89 формулами. Список використаних джерел - 132 (з них 5 іноземною мовою). Є додатки на 17 сторінках.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито суть наукової проблеми та її значущість, обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі досліджень, відзначено новизну одержаних результатів їх практичне значення, рівень апробації і публікації результатів досліджень.

У першому розділі “Стан питання та задачі дослідження” приведений аналіз засобів збирання зернових культур, що характеризуються різноманітними умовами їх застосування і засобами механізації. Кінцевою метою при цьому є зниження втрат при збиранні, зберігання високої якості зерна, скорочення термінів збирання.

Всі машинні технології збирання зернових розділяються на комбайнові та некомбайнові. З розвитком матеріально-технічної бази сільського господарства в збиральних технологіях широке поширення одержує комбайнове збирання зернових. У основних регіонах по вирощуванню зерна на України оптимальним варіантом збирання є сполучення прямого комбайнування і роздільного збирання.

У ряді НДІ СНД, у тому числі Україні і за рубежем знаходить застосування технологія збирання зернових культур методом обмолоту на корені.

Як показали пошукові дослідження, така технологія може здійснюватися декількома засобами: із використанням серійного комбайна, із використанням енергетичних засобів типу КПС-5Г, МПУ-150 (із доробкою очісаного вороху на стаціонарі), із використанням причіпного комбайна (в агрегаті з трактором), у перспективі створення принципово нового зернозбирального комбайна.

Збирання пшениці, рису, насіння трав та інших культур із використанням очісуючих жниварок (на відміну від традиційних, коли зрізається і подається вся хлібна маса з бур'янистими рослинами) полягає в очісуванні колосів або суцвіть без зрізання стебел. При цьому збираються найбільш цінні складові врожаю - зерно і полова. Це дає можливість зменшити втрати та ушкодження зерна, збільшити продуктивність комбайна і відповідно знизити витрати палива.

Аналіз конструкцій дозволив розділити усі очісуючі пристрої на основні групи по типу робочих органів. Це - барабанні, транспортерні, комбіновані, стрипперні, вальцеві та стрічкові. З усіх конструкцій, що застосовувалися для збирання пшениці, рису, кращі показники роботи мають барабанні. У зв'язку з тим, що барабанні являють собою як одно-, двох- і багатобарабанні, то виникла необхідність у проведенні польових пошукових досліджень. Дослідження проводилися з використанням причепного комбайна. У результаті пошукових досліджень і аналізу конструкцій була обрана для подальшого удосконалення схема очісуючого пристрою із очісуючим барабаном та бітером-відбивачем конструкції МІМСГ, авторами якої є Шабанов П.А., Данченко М.М., Голубєв І.К., Гончаров Б.І. та ін.

Аналіз результатів перевірки якості роботи даної конструкції дозволив установити, що параметри пристрою недостатньо обґрунтовані, це обумовило необхідність проведення теоретичних та експериментальних досліджень.

В другому розділі “Теоретичні передумови обґрунтування параметрів очісуючого пристрою” дан аналіз теоретичних досліджень обмолоту рослин на корені, приведених у роботах Шабанова П.А., Повиляя В.М., Данченко М.М., Цибульникова В.Н., Гончарова Б.І. і інших вчених, який дозволив визначити напрямок теоретичних досліджень.

З графоаналітичного аналізу (рис. 1) встановлено, що на втрати зерна осипом впливають кути розкидання при мінімальному та при максимальному стеблестої. При цьому зі зменшенням діаметру бітера-відбивача втрати зерна осипом будуть в основному виникати при очісуванні низкорослих рослин (залежить тільки від кута ). У цьому випадку частина зерна при своєму руху по траєкторії дотичної до очісуючого барабану, ударяється об поверхню бітера-відбивача та потрапляє у очісуючу камеру, а інша частина зерна потрапляє в зазор між бітером-відбивачем та його кожухом і при його обертанні викидається в зону очісу, потім з основним потоком у очісуючу камеру. Таким чином, у результаті графоаналітичного аналізу випливає, що втрати осипом залежать від діаметру бітера-відбивача, зменшення якого приведе до їх зниження.

У результаті проведеного аналізу робочого процесу очісуючого пристрою та можливості зменшення діаметру бітера-відбивача виникла необхідність у теоретичному обґрунтуванні його геометричних і кінематичних параметрів.

В основу виведення диференційних рівнянь руху покладено механічну модель, зображену на рис. 2.

Розглянувши рух багатомасової механічної системи складена система диференційних рівнянь.

(1)

де - моменти інерції великих конструктивних вузлів;

- відповідні кутові прискорення;

- невідомі натягнення відповідних ведених і ведучих ланцюгів і ременя; - радіуси зубцюватих коліс і шківів.

Зовнішній момент М1 = М1(t) - відома функція часу, а до очісуючого барабана 3 - момент опору МС = МС(щ3) - відома функція кутової швидкості.

У результаті рішення системи рівнянь (1) для бітера-відбивача і очісуючого барабана, отримана система рівнянь:

(2)

де ;

А, А1 - моменти інерції системи приведені відповідно до осі бітера-відбивача та очісуючого барабану.

B = , D = .

Наступні перетворення дозволили одержати залежності (3, 4, 5, 6) для геометричних і кінематичних параметрів очісуючого барабану і бітера-відбивача. Для очісуючого барабану:

(3)

(4)

Для бітера-відбивача:

(5)

(6)

де n - коефіцієнт загасання;

Uб.о., Uо.б. - лінійні швидкості бітера-відбивача та очісуючого барабану по кінцях гребінок.

У результаті обробки на ПЕОМ отримані значення для очісуючого барабану Dо.б. = 700 мм, щ3 = 47,1 с-1 необхідна потужність на привід N = 0,11 кВт/м. Для бітера-відбивача з метою визначення впливу його параметрів на технологічний процес роботи очісуючого пристрою та для подальших експериментальних досліджень отримані такі характеристики, за умови рівності лінійних швидкостей (Uб.о. = Uо.б. = 16,5 м/с) Dб.о. - 700 мм, 450 мм, 380 мм, 310 мм; відповідно щ4 - 47,1 с-1, 73,3 с-1, 86,9 с-1, 106,2 с-1. Розрахункові потужності на їх привід 0,11 кВт/м, 0,13 кВт/м, 0,16 кВт/м, 0,22 кВт/м.

Важливим моментом роботи, технологічного процесу очісуючого пристрою є транспортування очісаного вороху в збірник зерна. Окружна швидкість гребінок повинна бути по розміру такою, щоб передати очісанному ворохої кінетичну енергію достатню для проходження поверхні верхнього кожуху і досягти збірника. У випадку порушення даної умови збільшиться відсоток втрат осипом. При визначенні швидкості достатньої для подолання шляху ОА на верхньому кожусі очісуючого пристрою (рис. 3) були складені диференційні рівняння руху зерна (умовно точки М) у формі Эйлера.

(7)

де , f - коефіцієнт тертя зерна о напрямну поверхню ОА.

Вирішуючи рівняння (7) отриман вираз для визначення початкової швидкості:

(8)

У результаті розрахунку на ПЕОМ отримана min значення V0 = 6,3 м/c.

Для підтвердження параметрів отриманих теоретичним шляхом були проведені лабораторні і польові дослідження.

В третьому розділі “Лабораторні дослідження очісуючого пристрою” поставлені мета і програма досліджень, приведені методика і результати досліджень окремих робочих органів пристрою.

Для проведення досліджень була розроблена і виготовлена лабораторна установка (рис. 4).

Лабораторна установка складалася з очісуючого пристрою 1, транспортера-живильника 2, приводу очісуючого пристрою 3, приводу транспортера-живильника 4, пульта керування лабораторним устаткуванням 5.

Очісуючій пристрій 1 складався з очісуючого барабана 6 із гребінками 7, бітера-відбивача 8 із гребінками (лопатами) 9, кожуху 10, збірника очісаного вороху 11.

Транспортер-живильник 2, складався з несучої рами і ланцюгово-планчатого транспортера з касетами 12 для закріплення рослин. До опор транспортера під очісуючим пристроєм закріплений лоток 13 для збору втрат зерна осипом.

Для проведення досліджень були виготовлені змінні модулі бітера-відбивача діаметрами 700 мм, 450 мм, 380 мм, 310 мм.

Дослідження проводилися на обмолоті пшениці сорту “Обрій” з такими показниками: довжина рослин 55 см, вологість зерна 13%, вологість соломи 14%, відношення маси зерна до маси соломи 1,0:1,4, абсолютна вага 1000 зернин - 40 г.

Для проведення багатофакторного експерименту були визначені фактори, що впливають на технологічний процес роботи очісуючого пристрою, діаметр бітера-відбивача х2 і тип його робочих органів х1. Вихідним параметром оцінки якісної роботи очісуючого пристрою, прийняті втрати зерна осипом у.

У результаті планування і проведення багатофакторного експерименту встановлено, що фактор типу робочих органів х1 і фактор взаємодії х1х2 не значимі, а при обробці результатів на ПЕОМ отримане рівняння регресії в розкодованому виді:

. (9)

Із виразу (9) слідує, що діаметр бітера-відбивача є основний фактор, що впливав на втрати зерна осипом і для визначення його оптимального значення виникла необхідність проведення однофакторного експерименту. Окрім цього для визначення значимості бітера-відбивача в конструкції очісуючого пристрою були проведені порівняльні дослідження з однобарабанною модифікацією (коли в конструкції очісуючого пристрою відсутній бітер-відбивач) і базовою моделлю Dб.о. = 700 мм.

За результатами однофакторного експерименту і порівняльних досліджень була отримана залежність втрат зерна осипом від діаметра бітера-відбивача (рис. 5).

Аналізуючи отриману залежність було встановлено, що використання бітера-відбивача дозволяє знизити втрати зерна осипом від 3,3% до 1,6%. Зменшення діаметра бітера-відбивача від базового 700 мм до експериментального 380 мм, також знижує втрати зерна від 3,1 до 1,6%.

Наступним етапом лабораторних досліджень був фізичний експеримент, що підтверджує теоретичні дослідження з визначення потужності на привід бітера-відбивача. Для проведення досліджень використовувалася лабораторна установка і стандартне устаткування для тензометрування: підсилювач, осцилограф, тензодатчики. Обробка результатів тензометрування дозволило одержати значення потужності на привід бітера-відбивача N700=0,11 кВт/м, N380=0,16 кВт/м.

У четвертому розділі “Польові дослідження зернозбирального комбайна з експериментальним очісуючим пристроєм”. Приведено мету, програму, методику і результати досліджень.

Експериментальний очісуючий пристрій навішувався на серійний зернозбиральний комбайн СК-5 “Нива” (рис. 6).

Вона складалася з очісуючого пристрою 1, похилої камери 2, різального апарату роторного типу 3 і молотарки 4 комбайна СК-5 “Нива”.

Очісуючий пристрій складався з очісуючого барабану 5 з гребінками 6, бітера-відбивача 7 з гребінками 8, кожуха бітера-відбивача 9, верхнього кожуху 10 з сіткою 11, шнека 12 і копіювальних башмаків 13.

Всі вищевказані елементи конструкції пристрою кріпилися до рами, що являє собою зварювальну конструкцію.

Привід жниварки очісуючого типу здійснювався від контрприводу жниварки через ланцюгові і ремінні передачі. Для зміни крутячого моменту і напрямку обертання очісуючого барабана застосовувався редуктор.

Польові дослідження проводилися на полях Автономної Республіки Крим: фермерського господарства Симферопольского району, КСП “Іскра” Нижньогірського району, КСП “Мічурінець” Джанкойского району, КСП “Рисовий” Раздольненського району, КСП “Герої Сиваша” Красноперекопського району, а також Укр. ЦВТ Білоцерківського району Київської області.

Дослідження проводилися на збиранні пшениці сорт “Безостая-1” із врожайністю 20-30 ц/га, середньою довжиною рослин 0,62 м; густотою стеблестою до 380 шт/м2; засміченістю культури по масі над висотою зрізу 0,10 м - 5 %; вологістю зерна 10-12 %; вологістю соломи 11-13 %; відношенням маси зерна до маси соломи 1:1,4; полеглістю - 12 %; масою 1000 зернин - 40 г.

Для проведення досліджень експериментальний комбайн був налагоджений на такий режим роботи: глибина очісування - 0,40...0,50 м; частота обертання очісуючого барабану 450 хв-1; частота обертання бітера-відбивача d = 700 мм - 450 хв-1, d = 400 мм - 785 хв-1; кут нахилу б = 15о; частота обертання молотарного барабану комбайна 1100 хв-1; зазор між декою і барабаном на вході 20 мм на виході 6 мм; розмір відкриття жалюзі сита очищення верхнього 100%, нижнього 30-50%; частота обертання вентилятора 670 хв-1; швидкість комбайна змінювалась від 0,8 м/с до 2,8 м/с.

Результати дослідів подані на рисунку 7, у якому дані основні залежності якісних показників роботи від швидкості руху і відповідно від фактичної подачі хлібної маси при діаметрах бітера-відбивача 700 і 400 мм.

Аналіз роботи очісуючого пристрою дозволяє пояснити характер зміни втрат у залежності від швидкості руху агрегату. Постійними, приблизно рівними залишаються, незалежно від швидкості руху і від розмірів бітера-відбивача втрати неочісом і втрати за молотаркою. Втрати неочісом, незначні і, як правило, це низькорослі та не дозріли рослини. При зміні швидкості від 0,8 м/с до 2,8 м/с втрати неочісом змінюються від 0,01 % до 0,05 %. Відсоток утрат за молотаркою комбайна знаходився на рівні 0,25-0,32 % і від швидкості комбайна не залежав, тому що фактична подача знаходилася в межах 0,8-4,5 кг/с, що нижче пропускної здатності комбайна СК-5 “Нива”. Зниження загальних втрат зерна до 0,59% пояснюється зниженням втрат осипом за очісуючим пристроєм до 0,29% при dб.о. = 400 мм і швидкості 2,8 м/с.

Таким чином, у результаті польових досліджень установлено, що зменшення діаметра бітера-відбивача має позитивний вплив на втрати зерна осипом. Так при підвищенні швидкості руху комбайна від 0,5 до 3,0 м/с втрати зерна осипом після очісуючого пристрою із бітером-відбивачем D = 700 мм змінювались від 0,98 до 0,46%, а із бітером-відбивачем D = 400 мм змінювались від 0,69 до 0,29%, що підтверджує результати теоретичних та лабораторних досліджень.

Склад очісаного вороху, як показали лабораторні дослідження (рис. 8) не змінювався при зміні діаметра бітера-відбивача, але залежав від швидкості руху (відповідно подачі).

Для установлення вищевказаних залежностей було проведено 4 досліди в трьох повторностях кожний. Із збільшенням подачі від 1,0 до 4,5 кг/с, значно збільшувалася кількість вільного зерна від 59,7% до 83%, при цьому вміст зерна в колосі знижувався від 21,2% до 8,9%. Збільшення швидкості експериментального комбайна веде до зменшення вмісту незерновой частини вороху від 19,5% до 8%.

Збільшення вмісту вільного зерна і зменшення незернової частини пояснюється тим, що зі збільшенням швидкості руху кількість прочосів кожної рослини зменшується, тобто здійснюється менший вплив на стебла вже обмолочених рослин.

Одним із важливих показників роботи очісуючого пристрою як молотарного апарату, є відсоток вмісту вільного зерна в зерновій частині очісаного вороху m, що залежить від вмісту в очісаному вороху вільного зерна (обмолоченого), зерна в колосах (мітелках для рису) з обов'язковим обліком втрат осипом.

У результаті проведених досліджень установлена залежність вмісту вільного зерна в зерновій частині очісаного вороху m від подачі відповідно і від швидкості комбайна (рис. 9).

При збільшенні швидкості руху комбайна від 0,8 м/с до 2,83 м/с, а відповідно подачі - 1,0-4,5 кг/с, відсоток вмісту вільного зерна в зерновій частині вороху зростає від 73% до 89,4% при загальних утратах за комбайном до 1,5%.

У розділі також приводяться результати досліджень на збиранні рису сорту “Спальчик” із врожайністю 41,3 ц/га, середньою довжиною рослин 68 см; густотою стеблестою рису - 229 шт/м2; засміченістю культури по масі над висотою зрізу 10 см - 33,7 %, вологістю зерна 22...28 %, вологістю соломи 60...80%, відношенням маси зерна до маси соломи 1:1,65, полеглістю 10... 25 % і масою 1000 зернин - 33 г.

Перед дослідженням експериментальний агрегат був настроєний на такий режим роботи: глибина очісування - 40...50 см; частота обертання очісуючого барабану 452 хв-1, бітера-відбивача - 875 хв-1.; кут нахилу площини осей барабанів очісуючого пристрою до обрію 16 град.; швидкість шкребків першого транспортера похилої камери 2 м/с, другого - 3 м/с; частота обертання бильного барабана - 1100 хв-1; зазори між декою і молотильним барабаном на вході 20 мм і на виході 6 мм; розмір відкриття жалюзі сита очищення - максимальна; частота обертання вентилятора - 650 хв-1; подовжувач був у самому верхньому положенні, а його жалюзі цілком відкриті, швидкість комбайна змінювалася від 0,7 до 2,7 м/с.

Втрати за очісуючим пристроєм всіх дослідах знаходився в межах 0,49...1,82%, у тому числі осипом 0,47...1,80% і неочісом 0,02...0,06%. Втрати за молотаркою не перевищували 1,18%.

Таким чином, перевірка експериментального очісуючого пристрою на збиранні рису показала, що якісні показники роботи комбайна були на рівні агротехнічних вимог. При цьому обмолот рису здійснювався за один прохід, на відміну від існуючої технології збирання.

В розділі приведені результати випробувань комбайна з експериментальним очісуючим пристроєм на збиранні озимої пшениці. За еталон для порівняння був узятий комбайн СК-5 “Нива” із серійною жниваркою.

Випробування проходили на полях дослідного господарства УкрЦВТ на збиранні озимої пшениці, що мала такі характеристики: врожайність - 33,2 ц/га, відношення маси зерна до маси соломи 1:0,9, вологість зерна - 6,4%, соломи - 9,8%, середня висота рослин - 73,2 см, полеглість і бур'янисті рослини були відсутні.

Випробування показали, що при швидкості руху 7,3...8,4 км/год. продуктивність комбайна з жниваркою очісуючого типу склала 9,9...12,4 т/год, загальні втрати зерна знаходилися на рівні 1,57...1,61%, у тому числі за очісуючим пристроєм 1,39...1,41%, за молотаркою 0,18...0,20%, роздрібнення зерна не перевищувало 1%.

У серійного комбайна при швидкості руху 3,6...3,9 км/год. продуктивність складала 5,8...6,1 т/год., загальні втрати зерна 2,71...2,89%, у тому числі за жниваркою 0,68...0,90% і роздрібнення 3,48... 3,54%.

В п'ятому розділі “Економічна ефективність і практична реалізація результатів досліджень” приведені вихідні дані для розрахунку економічної ефективності. Ефективність використання технології з застосуванням очісуючого пристрою навішеного на комбайн СК-5 “Нива” розрахована в порівнянні з традиційною комбайновою технологією. Показники зрівнювалися з аналогічним комбайном СК-5 “Нива” із серійною жниваркою. У результаті досліджень установлено, що застосування очісуючого пристрою дозволило збільшити продуктивність, відповідно знизити витрати палива, підвищити якість зерна в бункері і додатково одержати біля 119 грн/га прибутку.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. В теперишній час найбільш поширеним засобом збирання зернових культур є пряме комбайнування, техніко-економічні показники якого можно значно поліпшити, якщо використовувати при цьому обмолот на корені, шляхом навішення очісуючого пристрою на серійний зернозбиральний комбайн.

2. Як показав огляд конструкцій, аналіз технологічних процесів роботи, техніко-економічних показників пристроїв і польові пошукові дослідження, найбільш перспективним пристроєм для обмолоту зернових культур на корені є конструкція, що складається з очісуючого барабану і бітера-відбивача.

3. Графоаналітичний аналіз роботи двохбарабанного очісуючого пристрою дозволив установити, що розмір діаметра бітера-відбивача впливає на втрати зерна осипом. Використавши рівняння руху багатомасової механічної системи, знайдено оптимальний інтервал діаметра бітера-відбивача 310-700 мм.

4. Для забезпечення безперервності технологічного процесу транспортування зерна по поверхні верхнього кожуху визначена його початкова швидкість руху, яка повинна бути не менше 6,3 м/с.

5. Порівняльні дослідження одно- і двухбарабанних очісуючих пристроїв показали, що застосування бітера-відбивача дозволяє знизити втрати зерна осипом із 3,3 до 1,6%.

6. При зміні діаметра бітера-відбивача від 700 мм до 310 мм втрати зерна осипом у лабораторних умовах змінювалися від 2,75% до 1,63%. При цьому кращі показники мала установка з діаметром 380 мм.

7. У результаті энергооцінки бітера-відбивача встановлена потужність необхідна для його приводу, при діаметрі 380 мм - N = 0,16 кВт і при діаметрі 700 мм N = 0,11 кВт, на 1 метр його довжини.

8. Експериментальна перевірка комбайна з навішеним очісуючим пристроєм з діаметрами бітера-відбивача 400 мм і 700 мм на збиранні пшениці дозволила встановити переваги установки з діаметром 400 мм, при цьому:

а) загальні втрати зерна за комбайном склали 0,61-1,00%;

б) втрати зерна осипом за очісуючим пристроєм - 0,29-0,66%;

в) втрати неочісом - 0,02-0,05%;

г) роздрібнення бункерного зерна - 0,8...1,2%;

д) склад очісаного вороху: вільне зерно - 60…83%;зерно в колосі - 9...20%; солома полова - 8...19%; вільного зерна в зерновій частині очісаного вороху - 74...89%; подрібнення зерна у вороху було відсутнє.

9. Агротехнічна оцінка експериментального очісуючого пристрою на збиранні рису також показала повну відповідність з агротехнічними вимогами при загальних втратах 1,45...2,7% і роздрібненні обрушуванні зерна 1,0...4,0%. При цьому обмолот рису здійснювався за 1 прохід.

10. На основі проведених польових досліджень, приймальних порівняльних іспитів експериментального і серійного комбайна одержано економічний ефект 21390 грн. за рахунок збільшення продуктивності 1,5…2 рази відповідно зниження витрат палива на 20-30%, зниження подрібнення бункерного зерна.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Машков А.М., Астафуров А.С. Разработка прицепной машины для уборки зерновых культур способом обмолота растений на корню // Вопросы стабилизации и повышения эффективности АПК Крыма в исследованиях молодых ученых. - Симферополь: Гортипография, 1997. - С.52-54.

2. Машков О.М., Машков О.М. Теоретичне обґрунтування параметрів бітера-відбивача очісуючого пристрою. // Вісник аграрної науки Причорномор'я. - Миколаїв. - 1999. - Вип.2(7). - С. 156-161.

3. Машков А.М. Экспериментальное обоснование параметров битера-отражателя очесывающего устройства // Тр. КГАУ. - Симферополь. - 1999. Вып 59, ч. II. - С. 68-73.

4. Шабанов П.А., Шабанов М.П., Машков О.М., Дубинин В.В. Жатка-обчісувач на рисовому полі // Техніка АПК. - 1995. - №2. - С. 11.

5. Шабанов П.А., Шабанов Н.П., Машков А.М., Дубинин В.В. Обмолот на корню - перспективный способ уборки зерновых культур // Проблемы ресурсо-сбережения и охраны окружающей среды в полеводстве Крыма. - Симферополь: КСХИ. - 1996. - С. 147-153.

6. Шабанов П.А., Шабанов Н.П. Машков А.М., Дубинин В.В. Повышение производительности серийных зерноуборочных комбайнов. - Симферополь, 1994. - 4 с. (Информ. листок/ КрымЦНТИ: № 18-94).

Размещено на Allbest.ru