Результаты исследования усовершенствованной наклонной камеры зерноуборочного комбайна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Результаты исследования усовершенствованной наклонной камеры зерноуборочного комбайна

Для повышения пропускной способности зерноуборочных комбайнов необходимо изыскание новых рабочих органов, принципиально отличающихся от существующих или обеспечивающих обработку материалов с максимальным сохранением его качества. Анализ современного состояния и тенденций развития ведущих мировых компаний комбайностроения, теоретических и экспериментальных работ, выполненных в области основных рабочих органов и регуляторов загрузки, показывает, что для решения важнейшей народнохозяйственной задачи повышения производительности зерноуборочных комбайнов необходимо решить проблему интенсификации процесса обмолота и сепарации в них.

Для обоснования оптимальных параметров усовершенствованной наклонной камеры для уборки семян пастбищных растений, в частности житняка, нами применялись методы планирования экспериментов, которые состоят в выборе числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью. Используя общий вид квадратичной модели и оценки b-коэффициентов, запишем уравнения множественной регрессии в развернутом виде для каждого выходного показателя ц = Z₁, X = Z₂ и v = Z₃, характеризующего применяемый способ разрушения двойчатки колосьев житняка. В соответствии с данными и структурой модели получены следующие регрессионные уравнения второго порядка:

Уравнения (1) - (3) описывают взаимосвязь полноты разрушения двойчатки, отрыва колосьев и разравнивания биомассы житняка с независимыми параметрами разравнивающего устройства.

Имея квадратичное уравнение регрессии четырех независимых переменных, можно преобразовать его к канонической форме и проанализировать вид многомерной поверхности отклика в исследуемой области факторного пространства, а также найти зоны параметров, в которых отклик имеет экстремальное значение.

На следующем этапе регрессионного анализа были выявлены статистически значимые эффекты факторов. Значимость компонентов полученной регрессионной, характеризующая существенность влияния исследуемых параметров устройства на степень полноты разрушения двойчатки колосьев ц = Z₁, определялась по рассчитанным значениям t-критерия Стьюдента, абсолютные величины которых упорядочены по степени их убывания и представлены в виде диаграмм Парето. Диаграмма Паре-то является эффективным средством определения того, какие эффекты имеют наибольший вклад в формирование интересующей нас зависимой переменной, например, степень разравнивания биомассы житняка Z₃.

Наибольшее влияние на полноту разрушения двойчатки колосьев житняка оказывают, в первую очередь, квадраты (Q) переменных х₂(0 - длины зоны разрушения и х₄(0 - высоты гофр. Затем следуют парное взаимодействие X₁X₄ (1Zby4Z) подачи биомассы и высоты гофр, линейный (Z) или так называемый главный эффект X₂ - длина зоны разрушения и др. Соответствующие им полосы пересекают вертикальную линию, которая представляет 90%-ную доверительную вероятность [1-5].

Сумма квадратов, обусловленная регрессией (SSR) для полноты разрушения двойчатки колосьев ц и степени разравнивания биомассы житняка v, составляет около 93% от полной суммы квадратов (SS_t), а для степени отрыва колосьев X - 89,5%.

Оценка качества разработанных регрессионных моделей для показателей обмолота житняка, полученных по лабораторно-полевым данным, проверялась коэффициентами множественной корреляции R, детерминации R², а также F-критерием Фишера и критерием Дарбина-Ватсона d. Перечисленные статистические характеристики и критерии для оценки качества уравнений регрессии, рассчитанные компьютерными статистическими программами SPSS 16 и Statisticа 7.0, приведены в таблице 2.

Приведенные в таблице 2 значения коэффициента множественной корреляции значимы, достаточно высоки (0,964; 0,946; 0,964) и близки к предельной величине (R < 1), что свидетельствует о достаточно высокой тесной взаимосвязи исследуемых параметров с разрушением двойчаток и отрывом колосьев житняка, а также разравниванием биомассы житняка.

Рассчитанные модели позволили определить в дальнейшем оптимальную область регулируемых параметров активатора, вне которой улучшение показателей полноты разрушения двойчатки колосьев житняка не принесет пропорционального эффекта.

Наличие отрицательных коэффициентов (b₁₁, b₂₂, b₃₃, b₄₄) при квадратах переменных в уравнении для полноты разрушения двойчатки колосьев житняка ц = Z₁ показывает, что для каждой из этих переменных существует оптимальный уровень.

Аналогичный вид поверхностей отклика и линий равных уровней был получен для степени отрыва колосьев (X = Z2) и степени разравнивания растительной массы житняка (v = Z3) усовершенствованной наклонной камерой.

Исследование поверхностей отклика с помощью канонического преобразования приводит к следующим уравнениям:

Как следует из первого уравнения (4), поверхность отклика ц = Z₁ для полноты разрушения двойчаток колосьев житняка имеет максимум, равный 84,8%, поскольку знаки всех коэффициентов этого канонического уравнения отрицательны. Поверхность отклика для отрыва колосьев житняка X = Z2 имеет седловидную точку, в которой отклик равен 3,4%, так как коэффициенты второго канонического уравнения (4) разных знаков (три коэффициента положительны, один отрицательный). Отклик для степени разравнивания растительной массы житняка v = Z3 в стационарной точке также имеет максимум, равный 82,4%, поскольку все коэффициенты третьего уравнения (4) отрицательны.

Таким образом, все координаты особых точек откликов Z₁, Z₂, Z₃, лежат в области эксперимента и незначительно отличаются между собой по величине для полноты разрушения двойчаток колосьев ц = Z₁ и степени разравнивания биомассы житняка v = Z₃. Поэтому, приняв эти координаты за оптимальное решение и преобразовав их в натуральный масштаб, получим следующие параметры усовершенствованной наклонной камеры:

· подача биомассы q= 2,57 кг/пм;

· длина зоны разрушения L= 58,73 см;

· угол атаки гофр а = 25,76 град.;

· высота гофр h= 19,62 мм.

При них выходные показатели качества обмолота житняка принимают следующие значения: полнота разрушения двойчаток колосьев ц = Z₁ = 84,8%; степень отрыва колосьев X = Z₂ = 3,5%; степень равномерного распределения растительной массы житняка v = Z₃ = 82,4%.

Предлагаемая технология уборки семян пастбищных растений, реализуемая посредством усовершенствованной наклонной камеры к уборочной машине, является ресурсосберегающей и экологически чистой, она может найти широкое применение в частных сельскохозяйственных производствах (как в мелких, так и средних и крупных крестьянских хозяйствах). Кроме эффекта от снижения потерь урожая, технология позволяет также уменьшить количество уборочных агрегатов на операциях скашивания и обмолота семян растений; снизить потребную мощность двигателя комбайна на обмолот; снизить потребность ГСМ для проведения уборочных работ; уменьшить энергопотребление, трудовые и материальные затраты в процессе послеуборочной обработки семян.

Литература

зерноуборочный комбайн пастбищный

1. Sadykov Zh.S. New technologies and machines for harvesting seed of crops // KazNIINKI. - 1992. - 88

2. Toilybaev N.S. By the way education roll pasture plants at combine harvesting // International Scientific Conference: Prospects for the agricultural and automotive engineering in the Republic of Kazakhstan. - Almaty,

3. S. №1687078. The USSR. Tilting the camera combine harvester. Publ. 10/30/91.

4. Sadykov Zh.S., Toilybaev N.S. et al. The method of determining the coefficient of biomass and leveling device for its implementation // Patent for the invention №19 509, «NIIS» from03.2008.

5. Sadykov Zh.S, Toilybaev N.S. et al. Accelerator for harvesters threshing // Summary for Innovative patent number 027 636, from 12.2010.

Размещено на Allbest.ru