Введение к работе
Актуальность работы. Культурная (безканнабиноид-ная) конопля является одной из самых высокодоходных культур и имеет большое значение для развития многих отраслей народного хозяйства. Более 25 тыс. видов изделий можно производить из конопли. До 1990 года посевы конопли в СССР занимали около 1 млн.га. Сейчас в России осталось около 3,5 тыс. га. По производству и экспорту продукции из конопли на первые места в мире вышли Китай, страны Западной Европы, Америки, Австралии, где на государственном уровне решаются проблемы коноплеводства безканнабиноидного и каннабиноидного направления (последнее в медицинских целях).
По ряду причин отечественные ученые сосредоточили свои усилия только на селекции и семеноводстве конопли. Созданы всемирно признанные безнаркотические сорта технической конопли южно-созревающего типа. Крупные успехи достигнуты в селекции конопли для использования на техническое волокно, текстиль, бумагу и масло в Краснодарском НИИСХ, Чувашском НИИСХ и Пензенском НИИСХ. Однако техники для широкого районирования этих сортов конопли нет.
Отечественные заводы не выпускают технику для коноплеводства более 15 лет. Созданные в то время машины сейчас физически и морально устарели. Но главный их недостаток -необходимость использования большого количества ручного труда, особенно на операции скашивания растений на зеленец, которые являются сырьем для волокна. В связи с этим модернизация этих машин не целесообразна. Необходимо создавать новое поколение коноплеводческой техники, в том числе и коноп-лежаток, не требующих затрат ручного труда при их использовании. В этом заключается актуальность наших исследований.
Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой программой «Комплексные меры противодействию злоупотреблению наркотиками и их незаконному обороту», утверждённой постановлением правительства РФ (№1030 от 09.09.99 г). В этой программе поставлена задача создания новой техники для уборки культурной (технической) конопли. Работа выполнена в соот-
ветствии с этим постановлением, а также Госконтрактом № 15 от 15.01.2004 г. Россельхозакадемии с ВИМ на 2002-2005 годы.
Цель работы - теоретически и экспериментально обосновать основные параметры и режимы работы самоходной жатки для скашивания зеленцовых посевов конопли в валки без затрат ручного труда.
Задачи исследования:
Выполнить анализ различных технологий уборки конопли, разработать концептуальные требования к уборке конопли без затрат ручного труда и обосновать конструктивно-технологическую схему новой коноплежатки;
Изучить физико-механические и морфологические свойства растений культурной конопли как объекта их скашивания в валки;
Теоретически и экспериментально обосновать технологические и конструктивные параметры самоходной коноплежатки.
Изготовить экспериментальный образец и провести полевые испытания самоходной коноплежатки на уборке конопли на зеленец.
Разработать методику инженерного расчета параметров самоходной коноплежатки с ориентированной укладкой стеблей вдоль валка.
Разработать научно-техническую документацию (исходные требования, техническое задание и технико-экономическое обоснование) на самоходную коноплежатку для уборки конопли на зеленец с расчетом потребности на 1000 га.
Объект исследований - технологии и технические средства для скашивания растений конопли на зеленец; физико-механические и морфологические свойства конопли как объекта механизированной уборки; математическая модель работы самоходной жатки.
Методика исследований - информационные исследования по технологическому и техническому обеспечению уборки конопли проведены с использованием научных отчетов и публикаций ведущих институтов, опытных станций, в том числе с использованием Интернета и зарубежных изданий.
Изучение физико-механических свойств конопли проводили по методике ВИСХОМ, а обобщение и сравнительный анализ характеристик разных сортов конопли выполнили с использованием имеющихся публикаций.
При разработке динамической модели самоходной жатки с длинномерной жатвенной платформой использованы классические уравнения механики.
При разработке математической модели работы мотовила с разделительными пластинами использована известная теория мотовила с циклоидной траекторией планки мотовила, но с учетом специфики свойств конопли и принципа материального баланса.
Экспериментальные исследования проведены в соответствии с действующими стандартами на испытания уборочной техники, но применительно к растениям конопли.
Математическое моделирование коноплежатки проведено на ПЭВМ с применением алгоритмического языка «Паскаль».
Научную новизну представляют:
обоснование поточной технологии уборки культурной конопли без затрат ручного труда и конструктивно-технологической схемы самоходной поточной жатки, укладывающей равномерный центральный валок с ориентированной вдоль валка укладкой растений конопли любой исходной длины (патент № 2287257).
Обобщенные и статистически достоверные физисо-механические свойства растений конопли по основным новым сортам, как объектов механизированной уборки: линейные и прочностные характеристики; корреляция между диаметром стебля и расстоянием от комля растения до точки излома в месте приложения нагрузки; зависимость изгибающего момента от расстояния между комлем растения и точкой излома растения; средняя плотность равномерно уложенных без подпрессовки стеблей конопли.
математическая модель, алгоритм и программа расчёта параметров жатвенного агрегата с длинномерной жатвенной платформой, позволяющий рассчитать координаты расположения центров тяжести основных узлов жатвенного агрегата
и их массу для обеспечения устойчивости движения жатки на рабочих скоростях движения.
математическая модель, алгоритм и программа расчёта па
раметров жатвенного мотовила с разделительными пласти
нами, позволяющей рассчитать количество и параметры пла
стин в зависимости от урожайности стеблей, скорости дви
жения агрегата и высоты растений.
Практическую ценность работы представляют:
предложения по конструктивно-компоновочной схеме самоходной коноплежатки с модернизированным мотовилом и ее параметрам;
методика инженерного расчета динамических параметров самоходного жатвенного агрегата с длинномерной жатвенной частью для обеспечения устойчивости движения агрегата на рабочих скоростях;
методика инженерного расчета параметров жатвенного мотовила с разделительными пластинами;
научно-техническая документация на самоходную конопле-жатку.
Реализация результатов исследований: результаты исследований использованы при выполнении государственной целевой программы «Комплексные меры противодействия злоупотреблению наркотиками и их незаконному обороту на 2002-2004 годы» (15 ноября 2002 г., г. Москва, РАСХН); разработке «Концепции создания семейства машин для уборки и уничтожения наркотикосодержащих растений», а также ОАО «Пензагро-реммаш» при создании макетного образца самоходной коноплежатки.
Апробация работы.
Основные положения работы были доложены на второй
Международной научно-практической конференции «Земле
дельческая механика в растениеводстве» (17-18 декабря 2003 г.,
г. Москва, ВИМ); Международной научной конференции «Се
лекция против наркотиков» (9-11 августа 2004 г., Краснодар,
КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко); на заседании Бюро ОМЭАСХ
Россельхозакадемии 21.01.2005г.; Всероссийской научно-
практической конференции «Стратегия машинне
технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период 2008-2012 гг.» (12, 15 октября 2007 г., г. Москва).
Публикации - основное содержание результатов исследований опубликовано в б печатных работах, в том числе изданиях, рекомендуемых ВАК - 2 работы.
Структура и объём работы Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы, приложений. Диссертация изложена на 192 страницах печатного текста, содержит 22 таблиц и 57 рисунков.
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся основные положения научной новизны и практической полезности выполненной работы.
