Введение к работе
Актуальность темы. Механизация уборки зерновых культур вступила в тот этап, когда дальнейшее повышение пропускной способности комбайнов, стало экономически нецелесообразно, так как, в основном, приводило к росту энергозатрат, повышению массы комбайнов, а также увеличению их стоимости. На сегодняшний день сама идея комбайновой уборки должна быть пересмотрена по многим позициям (высокие транспортные затраты, ограниченные производительности обмолота, проблема уборки полеглых хлебов, невозможность уборки влажной массы и т.д.).
Особенно остро проблема уборки зерновых стоит перед фермерскими и крестьянскими хозяйствами, которые, как правило, не имеют собственной зерноуборочной техники. В то же время имеется выход из сложившейся ситуации. Серьезной альтернативой комбайновой уборке зерна являются стационарные технологии. В 80-е годы прошлого столетия были разработаны различные технологические схемы и изготовлены опытные образцы технических средств для бескомбайновой уборки зерновых. Однако, эти технологии не нашли широкого внедрения в производстве ввиду ряда существенных недостатков, главным из которых являются высокие энергозатраты.
Значительно снизить энергозатраты на уборку позволит использование метода очесывания растений на корню, с последующей доработкой вороха на стационаре.
При этом немаловажной задачей при использовании очеса является уборка незерновой части урожая.
До настоящего времени, несмотря на возросший интерес к разработке методов и средств повышения почвенного плодородия, за счет эффективного использования растительных остатков, отсутствует единая система методологического обоснования применения для этих целей соломы зерновых культур, которая является источником органического вещества в образовании и обогащении почвы гумусом.
В связи с изложенным, разработка научно-обоснованных методов уборки зерновых культур очесом на корню в условиях фермерских и крестьянских хозяйств, обеспечивающих снижение энергозатрат и повышающих плодородие почв за счет эффективного внесения соломы в почву, составляют актуальность научно-технических проблем, решение которых имеет большое научное и практическое значение.
Цель работы - исследовать и обосновать процедуры формирования стационарных технологий и технических средств для бескомбайновой уборки зерновых культур, обеспечивающих снижение энергозатрат и повышение плодородия почв*.
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ] БИБЛИОТЕКА
" км» ,ф
Для реализации цели работы сформулированы задачи исследования:
исследовать агробиологические и физико-механические свойства зерновых культур применительно к их очесу на корню;
разработать и обосновать общую технологическую схему уборки зерновых культур методом их очеса на корню;
разработать модели функционирования технологических процессов машин и агрегатов, обеспечивающих эффективную уборку и послеуборочную доработку зерновых культур;
исследовать динамику движения по полю прицепного уборочного агрегата, с целью обоснования режимов его устойчивого движения;
обосновать методологические приемы формирования способов применения очесанной соломы зерновых в качестве органических удобрений для повышения эффективности ее использования в экологическом земледелии;
научно обосновать и выполнить процедуры учета энергозатрат комбайновой и стационарной технологий уборки.
Объектами исследований были выбраны технологии и технологические процессы технических средств уборки зерновых культур.
На защиту выносятся следующие научные положения:
общая технологическая схема уборки зерновых культур методом их обмолота на корню с доработкой очесанного вороха на стационаре, базирующаяся на совокупности моделей функционально взаимосвязанных процессов;
математические модели технологического процесса работы очесывающего устройства с учетом вероятностной природы его функционирования;
математические модели движения по полю прицепного уборочного агрегата очесывающего типа, позволяющие аналитически обосновать диапазон рабочих скоростей обеспечивающих устойчивость агрегата;
агробиологические основы процесса гумификации очесанной соломы зерновых культур.
Научную новизну работы составляют:
- методологические аспекты разработки стационарной технологии с
использованием очеса растений на корню, обеспечивающей
рациональные технико-эксплуатационные показатели работы
отдельных машин;
теоретическое обоснование и математические модели для разработки схемотехнических решений при создании полевых
уборочных машин очесывающего типа и стационарных агрегатов доработки очесанного вороха;
механико-математические основы исследования динамики уборочного агрегата для установления рациональных режимов его функционирования;
математическая модель процесса гумификации соломы зерновых культур.
Практическую значимость работы представляют:
технические решения, реализующие технологические процессы сбора, транспортирования, сепарации и домолота очесанного вороха зерновых культур;
результаты полевых испытаний уборочной машины очесывающего типа;
методики расчета технологических и энергетических показателей уборочной машины;
методики расчета конструктивных и технологических параметров сепарирующих и домолачивающих очесанный ворох устройств;
численные значения физико-механических и агробиологических свойств зерновых культур в связи с их очесом на корню;
результаты исследований процесса гумификации очесанной соломы зерновых.
Личный вклад автора заключается в формулировке проблемы, проведении теоретических и экспериментальных исследований, анализе полученных результатов:
экспериментальные исследования самоходной уборочной машины выполнялись с сотрудниками ТГАТА Цыбульниковым В.Н. и В.В.Масленниковым;
экспериментальные исследования физико-механических свойств растений - с сотрудником ТГАТА Григоренко СМ. Апробация работы. Результаты работы докладывались и
обсуждались на:
международной научно-практической конференции «Моделирование процессов и технологического оборудования в сельском хозяйстве» (Мелитополь, 1994 г.);
международной научно-технической конференции «Землеробська механіка на рубежі сторіч» (Мелитополь, 2001 г.);
международной конференции «Актуальные проблемы инженерного обеспечения АПК» (Ярославль, 2004 г.);
международной научно-технической конференции «Перспективные технологии уборки зерновых культур, риса и семян трав» (Мелитополь, 2003 г.);
научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов С-ПбГАУ (1990 - 2003 г.);
научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов (ТГАТА, Мелитополь, 2000 - 2004 г.). Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 работ, общий
объем которых составляет 30,7 п.л. Основные результаты исследований
по теме диссертации изложены в монографии «Механизация уборки
зерновых культур с использованием очесывающих устройств».
СПбГАУ, 2005 объемом 20,7 п.л. и в центральных научных
журналах: («Уборка зерновых методом очесывания» - Сельский механизатор, 2004, № 11; «Уборка соломы после очеса» - Сельский механизатор, 2005, № 1; «Машина с очесывающим устройством» -Сельский механизатор, 2004, № 12; «Динамика очесывающего агрегата при уборке зерновых культур» - Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004, № 12; «Моделирование полевой уборки зерновой части урожая машиной для фермерских и крестьянских хозяйств» - Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2005, №5).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, десяти разделов, общих выводов и приложений. Общий объем - 493 страницы (основной текст - 423 стр., приложения - 45 стр.), 119 рисунков, 46 таблиц. Список литературы включает 301 наименование, 17 из которых на иностранных языках.