37

Крымский государственный аграрный университет

На правах рукописи

Машков Александр Михайлович

УДК 631.354.2

Обоснование параметров битера-отражателя очесывающего устройства для обмолота зерновых культур на корню

05.05.11 – Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

Шабанов Петр Антонович, доктор технических наук, профессор

Симферополь – 2002

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

Раздел 1 анализ конструкций и особенностей условий роботы очесывающих устройств зерновых комбайнов 9

1.1. Тенденция развития технологий уборки зерновых культур 9

1.2. Использование очесывающих устройств для уборки зерновых культур 18

1.3. Поисковые исследования очесывающего устройства 39

Выводы по разделу 48

Раздел 2 Теоретические предпосылки обоснования параметров очесывающего устройства 49

2.1. Аналитические зависимости по обмолоту зерновых культур на корню 49

2.2. Графоаналитический анализ работы очесывающего устройства с битером-отражателем 55

2.3. Исследование динамики движения зерна по направляющей поверхности верхнего кожуха 70

2.4. Теоретическое определение энергетических параметров очесывающего барабана и битера-отражателя очесывающего устройства 74

Выводы по разделу 81

Раздел 3 лабораторные исследования очесывающего устройства 83

3.1. Цель и программа лабораторных исследований 83

3.2. Методика лабораторных исследований 83

3.2.1. Устройство и технологический процесс работы лабораторной установки. 83

3.2.2. Планирование и проведение многофакторного эксперимента по определению диаметра битера-отражателя и типа его рабочих органов. 88

3.2.3 Исследование влияния диаметра битера-отражателя на потери зерна осыпью. 94

3.2.4. Энергооценка битера-отражателя с различными диаметрами. 95

Выводы по разделу 102

Раздел 4 Полевые исследования зерноуборочного комбайна с экспериментальным очесывающим устройством 104

4.1. Цель и программа исследований 104

4.2. Устройство полевой экспериментальной установки для обмолота растений на корню 104

4.3. Методика проведения полевых исследований 109

4.3.1. Определение условий испытаний. 109

4.3.2. Проведение агрооценки очесывающего устройства 110

4.4. Результаты полевых исследований 114

4.4.1. Сравнительные исследования очесывающего устройства с различными диаметрами битера-отражателя 114

4.4.2. Результаты работы комбайна с экспериментальным очесывающим устройством при уборке риса 120

4.4.3. Приемочные испытания комбайна с экспериментальным очесывающим устройством 122

Выводы по разделу 123

Раздел 5 экономическая эффективность и практическая реализация результатов исследований 125

5.1. Оценка экономической эффективности применения зерноуборочного комбайна с очесывающим устройством 125

5.2. Практическая реализация результатов исследований 129

5.3. Методика расчета параметров битера-отражателя 130

Общие выводы 133

СПИСОК Использованных источников 136

Приложения 149

Введение

Актуальность темы. Самыми актуальными проблемами при уборке урожая являются повышение производительности комбайнового парка, уменьшение потерь зерна, обеспечение высокого качества работ. В настоя­щее время в хозяйствах на 95% комбайны морально и физически устарели, а потери зерна достигают 15...20 и больше процентов [127].

Первоочередной задачей является обновление зерноуборочной техники высоко производительными моделями комбайнов как своего, так и зарубеж­ного производства, ежегодная технологическая потребность которых состав­ляет около 5000 машин.

Одним из направлений существенного снижения напряжённости при уборке зерновых культур, уменьшения потерь и потребности в технике явля­ется повышение пропускной способности комбайнов путём оборудования их жатками очесывающего типа [34, 35, 37, 58, 73, 74, 82, 93, 118, 119, 122, 123, 127].

Однако процесс очёсывания колосьев с минимальными потерями зерна недостаточно исследован, а конструкция рабочих органов требует дополнительных исследований и обоснований.

Цель и задачи исследования. Увеличение производительности серийных зерноуборочных комбайнов, снижение потерь, улучшение качественных пока­зателей уборки, путём использования жатки очёсывающего типа.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследований:

• разработать и обосновать рациональную конструктивную схему очёсыва­ющего устройства;

• исследовать работу очёсывающего устройства с битером-отражателем и обосновать его параметры.

• изучить динамику движения зерна по направляющей после очёсывания растений;

• исследовать влияние конструктивных параметров битера-отражателя и типа его рабочих органов на качественные показатели работы очесываю­щего устройства;

• с целью определения экономического эффекта от внедрения разработки, провести сравнительные исследования комбайна с экспериментальной очесывающей жаткой и серийной жаткой.

Объект исследований. Технологический процесс обмолота зерновых культур на корню. Закономерности взаимодействия рабочих органов, битера-отражателя и очёсывающего барабана жатки очёсывающего типа.

Методика исследований. Теоретические исследования проведены с ис­пользованием методов теоретической механики, математического анализа и моделирования. Исследования проводились на специально изготовленной лабораторной установке с использованием тензометрирования и фотосъёмки. При определении качественных показателей работы очёсывающих устройств применялось математическое планирование экспериментов. Агротехническая оценка экспериментального очесывающего устройства в полевых условиях проводилась согласно ОСТ.70.81.81 "Машины зерноуборочные. Программа и методы испытаний" [76], и с помощью частных методик.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые дано экспериментально-теоретическое обоснование конструктивных и рабочих параметров битера-отражателя двухбарабанного очёсывающего устройства, которое значительно повышает эффективность процесса обмолота зерновых культур. На основе системного анализа конструкций предложена новая классификация существующих очёсывающих устройств. Определены зависи­мос­­ти потерь зерна осыпью и содержания свободного зерна в очесанном ворохе от скорости движения агрегата, конструктивных и кинематических параметров очёсывающего устройства.

Практическое значение полученных результатов. Предложенная конс­т­рук­ция экспериментального очёсывающего устройства повысила произ­во­ди­те­льность серийного зерноуборочного комбайна в 1,5...2,0 раза, снизила общие потери зерна за комбайном до 0,6...1,0% на пшенице и до 1,4...2,0% на рисе, а также снизила дробление бункерного зерна до 0,8...1,0%.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований были использованы КБ и экспериментальным заводом НПО НИИПТмаш при разработке технической документации и изготовлении экспериментальных образцов жаток очёсывающего типа для зерноуборочного комбайна, а также приняты главным конструкторским бюро ВАТ «Херсонские комбайны» для использования при разработке аналогичных устройств. Устройства получили положительную оценку на предварительных испытаниях в Укр. ЦИТ.

Личное участие автора заключается в:

• обзоре существующих технологий уборки зерновых культур и конс­трукций для осуществления обмолота зерновых культур на корню;

• теоретическом обосновании кинематических, динамических и геомет­ри­ческих параметров битера-отражателя двухбарабанного очесывающего устройства;

• экспериментальных исследованиях с обоснованием геометрических пара­­мет­ров битера-отражателя и его энергоценке;

• полевых поисковых исследованиях прицепного комбайна с различными схемами очёсывающего устройства;

• агрооценке очесывающего устройства и сравнительных исследованиях при уборке риса и пшеницы;

Апробация работы. Основные положения дисертации докладывались на научно-технической конференции “Энергозберигающие технологии и техни­ческие средства для производства сельскохозяйственной продукции“ в ИМЕСХ УААН (пгт. Глеваха, 1993 г.), на научных конференциях профес­сор­ско-преподавательского состава Крымского государственного аграрного уни­верситета “Проблемы ресурсосбережения и охраны окружающей среды в поле­водстве Крыма “, “ Вопросы стабилизации и повышения эффективности АПК Крыма“ (г. Симферополь 1992...2002 гг.), НИИПТмаш (г. Краматорск, 1993...1994 гг.), Укр. ЦИТ 1995 г., Международной конференции ТГАТА (г. Мелитополь, 2001г.), Луганском национальном аграрном университете (г. Луганск, 2002г.), Международной научно-практической конференции “Современные проблемы земледельческой механики посвящённой памяти академика П.М. Василенка (г. Николаев, 2002г.)

Публикации. Основные материалы и положения диссертации опубликова­ны в 9 работах общим объемом 2,7 условных печатных листов. 6 научных трудов опубликованы в специализированных изданиях, утвержденных "Переліком ..." ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованных источников, приложений.

Объём работы – 159страниц машинописного текста, иллюстрированных 8 таблицами, 62 рисунками. Список использованных источников – 132 (из них 5 на иностранных языках). Имеются приложения на 18 страницах.