Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследований
1.1 Существующие технологические схемы уборки подсолнечника 1 1
1.2 Уборка подсолнечника жатками с лопастным мотовилом 12
1.3 Уборка подсолнечника жатками без мотовила, оснащенными лифтерами с транспортерами стеблей и семянок 16
1.4 Уборка подсолнечника приспособлениями, оснащенными лифтерами, транспортерами стеблей и вибростолом 20
1.5 Уборка подсолнечника приспособлениями, оснащенными трубным мотовилом с захватами 20
1.6 Уборка подсолнечника жаткой, оснащенной направляющей пластиной и отрывающим вальцом 23
1.7 Анализ новых разрабатываемых технологических средств для уборки подсолнечника 25
1.8 Сравнительный анализ и классификация технических средств для уборки подсолнечника 32
1.9 Исследования взаимодействия рабочих органов жаток и приспособлений для уборки со стеблестоем подсолнечника 35
1.10 Выводы 38
2 Теоретическое исследование процесса захвата стеблей подсолнечника шнеком-мотовилом 41
2.1 Технологическая схема работы жатки комбайна, оснащенной шнеком-мотовилом 41
2.2 Устройство и принцип действия шнека-мотовила 42
2.3 Обоснование диаметра трубного вала шнека-мотовила 44
2.4 Определение угла отклонения подвеса J
2.5 Результаты лабораторно-полевых опытов по изучению осыпаемости корзинок подсолнечника в зависимости от ускорения их движения 51
2.6 Уравнение вращения шнека-мотовила 55
2.7 Моделирование параметров стеблестоя 58
2.8 Участки захвата стеблестоя отсекателями 60
2.9 Динамические характеристики стебля 60
2.10 Моменты сил как векторы. действующие на стебель подсолнечника 67
2.1 1 Определение потерь семянок 82
2.12 Теоретические выражения для определения потерь семянок подсолнечника на 1м" убранной площади 85
2.13 Выводы 89
3 Методика экспериментальных исследований и производственных испытаний 90
3.1 Программа экспериментальных исследований 90
3.2 Методика лабораторно-полевых экспериментов 90
3.3 Определение значимості-і выбранных факторов 97
3.4 Экспериментальная установка 100
3.5 Методика проведения производственных испытаний 109
3.6 Методика обработки и корелляционного анализа опытных данных 110
4. Результаты экспериментальных исследований 1 15
4.1 Исследуемые параметры физико-механически.х свойств подсолнечника 115
4.2 Характеристика условий исследования 1 18
4.3 Результаты исследования физико-механических
свойств стеблестоя подсолнечника 1 19
4 Резулыаты лабораюрно-полевых экспериментов 127
4 5 Опредепение оптимальных значений факторов оптимизации 128
4 6 Сравнение эксперимешальных и теоретических зависимостей 132
4 7 Влияние конструктивных параметров шнека-мотовила па потери семянок 135
4 8 Влияние параметров регулировки положения шнека-мотовила на потери семянок 139
4 9 Влияние формы отсекатслсй на потери семянок 142
4 10 Выводы 146
5 Результаты производственных испытаний шнека-мотовила 148
5 1 Основные технопогические показатели производственных испытании 148
5 2 Технико-экономическая оценка использования шнека-мотовила для уборки подсолнечника 154
5 3 Выводы 162
Заключение 163
Список литераіурьі 165
- Уборка подсолнечника жатками без мотовила, оснащенными лифтерами с транспортерами стеблей и семянок
- Обоснование диаметра трубного вала шнека-мотовила
- Определение значимості-і выбранных факторов
- Резулыаты лабораюрно-полевых экспериментов
Введение к работе
Актуальность работы. Традиционно первостепенной масличной культурой является подсолнечник. Относительно высокая прибыльность этой культуры, растущие объемы переработки, экспортная привлекательность привели к тому, что в России посевные площади под подсолнечником в последние десятилетия постоянно расширялись.
В Поволжском регионе под возделывание подсолнечника отводится 1,5 млн га земель, что составляет треть всех площадей под посевами этой культуры в Российской Федерации.
Современные технические средства для уборки подсолнечника основаны на взаимодействии рабочих органов со стеблестоем посредством крючков и транспортеров - адаптеры ПСП (Falkom), НАШ, ПЗС, Geringoff, Oros, Gressoni, Quasar, G H2 и их модификации, при помощи захватов, установленных на трубном валу мотовила, - адаптеры ПС, Старт-Лифтер. Применяется также жатки с лопастным мотовилом, переоборудованным для уборки подсолнечника, приспособления с регулируемой направляющей пластиной и отрывающим вальцом (жатки Sunspeed). Зачастую многие приспособления, используемые при уборке подсолнечника, не полностью удовлетворяют агротехническим требованиям на потери семянок за жаткой. Кроме того, некоторые приспособления отличаются сложностью конструкции, повышенными материало и энергоемкостью, значительной стоимостью. Это делает невыгодным использование данных приспособлений в мелких фермерских хозяйствах и вынуждает переоборудовать под уборку подсолнечника жатки, оснащенные лопастным мотовилом.
Для повышения эффективности работы жатки комбайна при уборке подсолнечника необходимо уменьшить потери семянок за счет снижения ускорения движения корзинок, возникающего при скашивании стеблестоя, плавного захвата стеблей над днищем жатки так, чтобы над ним осуществлялось возможное осыпание семянок.
Разработка новых приспособлений для уборки подсолнечника, позволяющих снижать ускорение движения корзинок и осуществлять плавный захват стеблестоя с минимальными потерями семянок, - важная задача, имеющая большое хозяйственное значение.
Степень разработанности. Разработана классификация приспособлений для уборки подсолнечника, агрегатируемых с зерноуборочными комбайнами, разработана конструктивно-технологическая схема шнека-мотовила и усовершенствован технологический процесс уборки, теоретически обоснованы закономерности, характеризующие влияние параметров шнека-мотовила на потери семянок за жаткой, уточнены физико-механические свойства стеблей и корзинок подсолнечника, проведена экспериментальная проверка работы шнека-мотовила.
Цель работы - повышение эффективности уборки подсолнечника путем снижения потерь семянок за жаткой, совершенствованием технологического процесса за счет разработки шнека- мотовила.
Научная новизна заключается в усовершенствовании технологического процесса уборки подсолнечника применением шнека-мотовила в виде трубного вала с двусторонней навивкой и Г-образными отсекателями, теоретическом обосновании зависимостей потерь семянок от его конструктивных и режимных параметров.
Теоретическая и практическая значимость. На основе исследований разработаны:
технологический процесс уборки подсолнечника, снижающий ускорение движения корзинок при захвате рабочими органами шнека-мотовила стеблей таким образом, чтобы корзинки находились над днищем жатки;
уравнения динамики стебля, взаимодействующего со шнеком-мотовилом;
математическое выражение для определения потерь семянок подсолнечника при уборке жаткой, оснащенной шнеком-мотовилом.
результаты исследования могут быть использованы при конструировании и совершенствовании приспособлений для уборки подсолнечника. Применение предлагаемого шнека- мотовила позволит снизить потери семянок подсолнечника до 0,63 % от биологической урожайности.
Объект исследований - технологический процесс уборки подсолнечника зерноуборочным комбайном с жаткой, оснащенной шнеком-мотовилом.
Предмет исследований - влияние конструктивных, режимных параметров и параметров регулировки шнека- мотовила на потери семянок подсолнечника.
Методология и методы исследований. В методологию исследований входит системный подход, позволяющий раскрыть целостность объекта исследований и выявляющий взаимообусловленность связей между рабочими органами шнека- мотовила, физико-механическими свойствами подсолнечника и потерями семянок. Теоретические исследования были проведены методом математического анализа с использованием известных законов и методов механики в сочетании с математическим планированием экспериментов и получением уравнений регрессий. Экспериментальные исследования были выполнены методом дробного факторного эксперимента с применением теории вероятностей и математической статистики. Обработку результатов экспериментальных исследований осуществляли методом Неймана с определением коэффициентов полинома в среде Matlab.
Научные положения, выносимые на защиту:
усовершенствованный технологический процесс уборки подсолнечника;
конструктивно-технологическая схема уборки подсолнечника жаткой, оснащенной шнеком-мотовилом (патент на полезную модель РФ № 72115);
уравнения динамики стебля;
аналитические зависимости потерь семянок от конструктивных и режимных параметров шнека-мотовила.
Реализация результатов исследований. Аналитические выражения, полученные при исследованиях, могут быть использованы в конструкторских бюро и организациях, занимающихся проектированием и производством технических средств для уборки подсолнечника. Опытный образец шнека- мотовила испытан и внедрен в ИП «Глава К(Ф)Х Заикин Е.Б.» Балашовского района Саратовской области.
Степень достоверности и апробация работы. Теоретические исследования подтверждаются экспериментальными опытами с доверительной вероятностью 0,986. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены: на научно-технических конференциях Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2008-2013 гг.); на конкурсе «Развитие агроинженерных технологий в XXI веке» (Саратов, 2009 г.); на конкурсе научных проектов молодых ученых «Инновационная наука - молодой взгляд в будущее» (Саратов, 2009 г.); на Всероссийской молодежной выставке-конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (Саратов, 2009 г.); на Всероссийском конкурсе Российского аграрного движения «Лучший инновационный проект в сфере АПК» (Саратов, 2010 г.); на Х Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (М., 2010 г.); на конкурсе в рамках молодежного форума «Мы - молодой бизнес» в номинации «Лучшая бизнес-идея в сфере производства» (Саратов, 2010 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ. Общий объем публикаций - 3,51 печ. л., из которых 2,13 печ. л. принадлежит лично соискателю, в том числе 3 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК, патент на полезную модель № 72115.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Изложена на 181 странице, содержит 74 рисунка, 17 таблиц, 11 приложений. Список литературы включает 137 наименований, в том числе 11 - на иностранном языке.
Уборка подсолнечника жатками без мотовила, оснащенными лифтерами с транспортерами стеблей и семянок
В процессе захвата корзинок крючками и при дальнейшем их перемещении происходит осыпание семянок на ленту транспортера 3, которым они подаются к шнеку 5 жатки, при подъеме которой поступают в наклонную камеру. Потери семянок возможны при их осыпании в пространство между краем ленты транспортера и боковой частью корпуса лифтера, а также при отбрасывании корзинок рабочими элементами приспособления за пределы жатки. Для снижения потерь приспособление оборудуется боковыми и задними щитами.
В процессе работы приспособления возможно также забивание стеблями канала между лифтерами, что приводит к остановке транспортера 4. В результате этого при эксплуатации жатки невозможно увеличить технологическую скорость движения комбайна, что способствует снижению производительности уборки.
Потери семянок за приспособлением составляют от 1,67 до 2,1 % [98, 99, 100, 118]. На малых площадях посевов подсолнечника потери семянок незначительные. Однако с увеличением площадей посевов (более 500 га) недобор валового сбора семянок может негативно сказаться на рентабельности сельскохозяйственного предприятия.
Учитывая специфику данной технологии, следует отметить недостатки работы приспособлений с лифтерами: - воздействие лифтеров и транспортеров на стеблестой способствует значительному осыпанию семянок на полотно ленточного транспортера. Часть семянок попадает в пространство между лентой транспортера и корпусом лифтера, что приводит к потерям; - процесс уборки требует определенной технологической скорости движения комбайна - 5...9 км/ч в зависимости от урожайности культуры [87, 88, 98, 99, 100, 106]. При увеличении скорости выше рекомендуемой происходит забивание пространства между лентой транспортера и боковой частью корпуса лифтера, что требует остановки уборочного агрегата. Как следствие - в этом случае снижается коэффициент использования рабочего времени смены; - сравнительно невысокая производительность. Так, приспособления с конструктивной шириной захвата 5,6 м имеют производительность от 3 до 3,48 га/ч [75,98,99, 106, 118]; - сложность конструкции и повышенная материалоемкость. Масса отечественных образцов жаток - от 2200 до 2500 кг в зависимости от модификации, зарубежных - свыше 4000 кг (со складывающейся рамой) [75, 98, 99, 100, 106, 1 18].
К достоинствам технологической схемы уборки подсолнечника приспособлениями с лифтерами следует отнести: - высокое качество уборочного процесса, которое характеризуется минимальными потерями семянок [85, 86, 87]; - незначительные потери корзинок в результате исключения ударного воздействия рабочих органов на стеблестой.
Отечественные и зарубежные конструкции жаток имеют ширину захвата от 10 до 16 м и складную раму [85, 86, 87, 131, 132, 134]. Они различаются по форме стеблеподъемников и исполнению рамы - цельная, складывающаяся и со складывающимися лифтерами. К конструкциям приспособлений, оснащенных лифтерами, транспортерами стеблей и семянок, относят: - отечественные - ПСП-1,5М; ПСП-10М («Falkom»); ПСП-10МГ [75, 86, 87, 98, 106, 120]; ПОП-810 [100]; - стран ближнего и дальнего зарубежья: ПЗС-8-03 (компания «Астра», «Херсонский машиностроительный завод», Украина) [25, 26, 68, 122,]; «QUASAR»-4; «QUASAR»-5; «QUASAR»-6; «QUASAR»-12 (складная) (компания «Capello», Италия) [129, 134, 136]; G 02: G H2 (складная) (компания «FANT1NI», Италия) [27, 28, 131, 132]; «CRESSONl»-6; «CRESSONI»-8; «CRESSON1»-10; «CRESSONl»-12; «CRESSONl»-16 (компания «CRESSON1», Италия) [49, 133, 137]. 1.4 Уборка подсолнечника приспособлениями, оснащенными лифтерами, транспортерами стеблей и вибростолом
В технологическом процессе уборки подсолнечника приспособлениями с лифтерами, транспортерами стеблей и вибростолом срезанные у основания стебля корзинки поступают на вибростол, после чего подаются к шнеку жатки. Осыпание семянок происходит на поверхность вибростола, что позволяет сократить их потери.
Недостатки данных приспособлений такие же, как и у приспособлений, оснащенных транспортерами стеблей и семянок. Кроме того, при движении корзинок по вибростолу происходит дополнительное их вымолачивание. Часть семянок под воздействием колебательных движений поверхности вибростола осыпается за его пределы. Качественная работа вибростола зависит от точности настройки. В результате отклонения угла вибростола потери семянок возрастают. Приспособление отличается также невысокой технологической скоростью -5...9 км/ч. К жаткам данного вида относятся: НАШ-873; НАШ-873М («Унисибмаш», компания «OPTIGER») [90]; OROS-UN-6; OROS-UN-8; OROS-UN-12 [80, 84]; OROS-UN-6+2 3 - складная (Российско-Венгерское предприятие), жатки «Gerin-goff» [81].
Обоснование диаметра трубного вала шнека-мотовила
Известные технологические процессы уборки подсолнечника подразделяются на три вида: - подвод стеблей к режущему аппарату транспортерами; - подвод стеблей к режущему аппарату лопастями мотовила; - подвод стеблей к режущему аппарату захватами мотовила. При использовании жаток и приспособлений, оснащенных мотовилом, наблюдается ударное воздействие на стебель подсолнечника, что приводит к вымолачиванию корзинки и как следствие - к потерям семянок. При уборке стеблестоя подсолнечника подводом специальных транспортеров к режущему аппарату происходит забивание стеблями пространства между корпусом стеблеподъемника и транспортером стеблей, что также ведет к осыпанию семянок. В результате научного поиска была разработана новая технологическая схема уборки подсолнечника (рисунок 2.1).
Уборка подсолнечника жаткой, оснащенной шнеком-мотовилом, осуществляется посредством воздействия на стебли навивки, что позволяет снизить ускорение движения корзинки и кор., и исключает прямой контакт стеблей с трубным валом мотовила. При этом стебли захватываются отсекателями шнека-мотовила с последующим их отгибом к центру таким образом, чтобы корзинки оказались над днищем жатки. В этом случае при вымолачивании корзинок семянки остаются в жатке, не попадая в пространство между стеблеподъемниками.
На основании изучения отечественных и зарубежных конструкций приспособлений для уборки подсолнечника и для устранения их недостатков на кафедре «Процессы и сельскохозяйственные машины в АПК» СТАУ им. Н.И. Вавилова в 2008 г. было сконструировано новое приспособление для уборки подсолнечника [126] (приложение 11). Шнек-мотовило состоит из трубного вала / (рисунок 2.2), оснащенного двусторонней навивкой 2, к которому жестко крепятся Г-образные отсекатели 3. Конструкция оснащена стеблеподъемниками 4.
Работает приспособление следующим образом. Зерноуборочный комбайн входит в стеблестой подсолнечника стеблеподъемниками 4, разделяя его по междурядьям. Захват стеблей осуществляется витками 2 шнека и отсекателями 5, в процессе чего происходит наклон стеблей витками к центру шнека-мотовила таким образом, чтобы корзинки оказались над днищем жатки. В результате этого снижается ускорение движения корзинок и семянки осыпаются над днищем жатки.
Стебли, не захватываемые отсекателями 3, попадают под воздействие витков 2 шнека, которые также наклоняют их к центру днища жатки. Вследствие этого удается избежать прямого удара корзинок подсолнечника о трубный вал шнека-мотовила и как следствие - осыпания семянок с последующим отбросом их за пределы бокового фартука 5 [126].
Корзинки подсолнечника по мере созревания изменяют свою форму и становятся более выпуклыми, в связи с чем сила сцепления семянки с трубчатой частью цветоложа ослабевает.
Целью эксперимента являлось определение влияния величины диаметра трубного вала и трубного вала с навивкой на осыпаемость семянок подсолнечника, а также влияния ускорения движения корзинки vvKopj на величину потерь семянок.
Для определения зависимости ускорения движения корзинки и кор от осыпаемости семянок была изготовлена экспериментальная установка (рисунок 2.3), в которой закреплялись специальные фрагменты трубного вала и трубного вала с навивкой, имеющие разные диаметры.
Лабораторная установка состояла из основания 7, к которому жестко крепились упоры 2 основания, также жестко сопряженные со стойками 3. Стойки 3 верхними концами соединялись перемычкой 4, в центре которой шарнирно подвешивали трубу 5 с расширенным участком 6, в который вставляли фрагмент 7 стебля подсолнечника с корзинкой.
Стойки 3 в нижней части соединялись осью 9 с установленным на ней фрагментом 8 трубного вала мотовила. Ось 9 прикреплена к стойкам 3 с помощью хомутов 10, позволяющих перемещать фрагмент трубного вала вертикально по стойкам в зависимости от вида удара о него корзинки или стебля.
Для точного обозначения отклонения подвеса служит градуированный сектор 7 7, установленный в верхней части стойки 3. Сбор осыпавшихся семянок в результате контакта части растения с фрагментом трубного вала мотовила производился в лоток /2, в котором находилось основание / установки. Целью лабораторных экспериментов являлось исследование зависимости осыпаемости семянок от скорости движения комбайна (величина отклонения подвеса) и диаметра трубного вала шнека-мотовила.
За критерий принимали величину осыпаемости семянок, которую выражали в шт. и процентном отношении (у) к биологической урожайности [58]. Основные,факторы - диаметр фрагмента трубного вала мотовила D xj) и угол отклонения подвеса а (х2). Назначали 5 уровней варьирования: - 0,32 м; 0,32 м с витком шнека Ншп = 0,15 м; 0,38 м; 0,44 м; 0,5 м. Общая длина подвеса с фрагментом растения составляла 0,164 м. Масса подвеса - 2753 г. Предварительные исследования, которые проводили при DUII = 0,3 м и угле отклонения а = 40 показали, что в 3 случаях из 10 наблюдался излом стебля при его контакте с фрагментом трубного вала мотовила. Поэтому исследования фрагментов трубного вала мотовила проводили, начиная с DUM = 0,32 м. Для назначения уровней варьирования угла отклонения а(х2) была разработана математическая модель перевода угла отклонения а в линейную скорость движения комбайна.
Определение значимості-і выбранных факторов
Следующий по значимости фактор -длина отсекателя Liui. Отсекателем шнека-мотовила захватываются стебли подсолнечника. Поэтому от показателя 1ок зависят длина участка стеблестоя, захватываемого отсекателем, и потери семянок. С увеличением длины участка стеблестоя, захватываемого отсекателем, возможен эффект сгруживания стеблей в пучок, что может привести к дополнительному осыпанию семянок в результате контакта стеблей друг с другом.
Следующим фактором была выбрана ширина навивки шнека-мотовила НВ1и [58, 60].. Посредством навивки шнека-мотовила снижается величина ускорения движения корзинки м кор, (глава 2), происходит наклон стеблей подсолнечника с последующей укладкой их таким образом, чтобы корзинки оказались над днищем жатки и семянки осыпались на него.
Однако можно предположить, что с увеличением ширины навивки повышается площадь его контакта со стеблями и корзинками подсолнечника, что способствует дополнительному осыпанию семянок. Кроме того, большая ширина навивки может привести к слишком раннему захвату стеблей, когда они находятся на некотором расстоянии от днища жатки, недостаточном для того, чтобы семянки осыпались именно на днище.
Выбор вторичных факторов, влияющих на значение основных, определяющих оптимальные параметры шнека-мотовила при уборке подсолнечника, осуществляли на основе проведенных исследований, собственных наблюдений и литературных источников. Оптимальные значения факторов, установленные другими исследователями, принимали постоянными или исходя из условий эксперимента. Так, было установлено, что на потери семянок подсолнечника влияют: - расстояние между осью мотовила и навивкой шнека жатки. Данная величина была исследована на примере жаток с лопастным мотовилом на уборке зерновых колосовых культур. В этом случае ключевым фактором, влияющим на качество уборочного процесса, является величина зазора между граблинами мотовила и навивкой шнека жатки. В зависимости от условий уборки (характера стеблестоя) значение S принимается от 6 до 35 мм. Минимальная величина S k =6-15 мм IIIHLh г шнек принимается при низком изрсженном стеблестое [15, 52, 59, 104].
Данный фактор также способен влиять на захват стеблестоя в нужном положении. При увеличении 5шнек мотовило выносится в горизонтальном направлении. В результате этого захват стеблей с их последующей укладкой возможен не на днище жатки, а на стеблеподъемники, что приведет к увеличению потерь семянок на 1 м убранной площади, так как они осыпятся в пространство между стеблеподъ-емниками. Большее значение SmiKk будет способствовать и увеличению длины отсекателя L0K , так как для соблюдения определенного зазора мотовило необходимо двигать вперед; - высота мотовила над плоскостью режущего аппарата /7pj. Влияние величины зазора между конечной точкой мотовила (граблины, захваты) и плоскостью режущего аппарата 51Лна качество уборочного процесса было исследовано на примере жаток с лопастным мотовилом на уборке зерновых колосовых культур [15, 52, 59, 104]. Минимальный зазор между граблинами лопастного мотовила и плоскостью режущего аппарата должен быть не менее 20 мм.
С увеличением S возможно возрастание потерь семянок на 1 м" убранной площади из-за большего количества контактов корзинок с навивкой шнека-мотовила и трубным валом. Увеличение Spi также связано с повышением длины отсекателя /.„.. Два последних фактора - режимные, они характеризуют зазор между конечной точкой отсекателя и плоскостью режущего аппарата и конечной точкой отсекателя и навивкой шнека жатки; - форма отсекателя. Согласно проведенному обзору захватов жаток для уборки подсолнечника, оснащенных трубным валом с захватами (глава 1), единственной формой захватов является Г-образная. В данных конструкциях также предусмотрены хомуты, которыми захваты крепятся к трубному валу.
При проведении экспериментальных исследований планируется также рассмотреть влияние угла наклона рабочей части отсекателя к его основанию на потери семянок, для чего ввели коэффициент плеча Кипсн (глава 3). Он характеризует отношение длин сторон отсекателя (рисунок 3.1): В случае с Г-образным отсекателем, имеющим угол наклона рабочей части к основанию 140 принимаем Кхт = 0,64.
В разработанной конструкции шнека-мотовила исключены хомуты. Отсекате-ли крепятся непосредственно к трубному валу шнека-мотовила [124]. Сравнительная оценка и анализ выбранных факторов оптимизации позволяют определить конструктивные и режимные параметры шнека-мотовила, способствующие наиболее качественному процессу уборки подсолнечника.
Для проведения исследований были назначены: - длина отсекателя 0,34; 0,38; 0,42; 0,46 м. Шаг варьирования - 0,04 м; - ширина навивки 0,15; 0,18; 0,21; 0,24 м. Шаг варьирования - 0,03 м; - коэффициент кинематического режима X. Принимаем X исходя из диапазонов рабочих режимов: 1,4; 1,5; 1,6; 1,7 с шагом варьирования 0,1; - зазор между конечной точкой отсекателя и навивкой шнека жатки 0,025; 0,033; 0,041; 0,049 м. Шаг варьирования - 0,008 м (8 мм); - зазор между конечной точкой отсекателя и плоскостью режущего аппарата 0,025; 0,033; 0,041; 0,049 м. Шаг варьирования - 0,008 м (8 мм). - форма отсекателей: Г-образная с углом наклона рабочей части к основанию 140; Г-образная, с углом наклона рабочей части к основанию 160; прямая (без угла отгиба); дугообразная с радиусом скруглення, равным длине отсекателя. Исследованием контакта стеблей и корзинок подсолнечника с фрагментом трубного вала мотовила (глава 2) было установлено, что на величину осыпаемости семянок влияет диаметр трубного вала мотовила DMI. Величину )IU принимаем постоянной, равной 0,32 м, согласно проведенным ранее исследованиям. Общий диаметр шнека-мотовила будет складываться: D =D +2L . (3.2) lll-U 11.1 I П"К / С увеличением 10С возникает необходимость в подъеме шнека-мотовила и выносе его вперед для соблюдения зазоров 5м между конечной точкой отсекателя и плоскостью режущего аппарата и S Ch между конечной точкой отсекателя и навивкой шнека жатки.
Резулыаты лабораюрно-полевых экспериментов
Современный процесс уборки сельскохозяйственной культуры подразумевает взаимодействие (контакт) рабочих органов жатки или приспособления с некоторыми составляющими частями растения. Поэтому при анализе работы какого-либо рабочего органа, влияния его параметров на качество уборочного процесса нужно изучить физико-механические свойства растений и их биометрические показатели.
О необходимости исследования физико-механических свойств растений в свое время писал академик В.П. Горячкин: «... сельскохозяйственные машины и орудия работают в самых разнообразных условиях, поэтому к ним нельзя подходить с одной только механической меркой, необходимо охватить все основные условия, которыми определяется работа машин...» [5, 16].
На необходимость исследования физико-механических свойств растений указывал и профессор М.Н. Летошнев: «Как показывает опыт развития любого производства, наилучшей реализации какого-нибудь процесса способствуют: 1. Осведомленность о свойствах объекта обработки. 2. Тщательная конкретизация требований к виду и состоянию продукта, какой должен получиться в результате обработки. 3. Уяснение существа самого технологического процесса, который должен быть организован в полном соответствии со специфическими свойствами объекта обработки» [5]. Таким образом, анализ физико-механических свойств стеблей и корзинок подсолнечника, их влияния на технологический процесс позволит обеспечить рациональную работу сельскохозяйственной машины и обосновать конструктивные параметры рабочих органов.
Изучение физико-механических свойств сельскохозяйственных растений в систематической форме началось при жизни акад. В.И. Горячкина и за последние годы накопилось много ценного материала [5].
Необходимость исследования физико-механических свойств сельскохозяйственных растений была вызвана разработкой теории сельскохозяйственных машин. Тем самым появилась возможность проверки теории посредством опытов. К настоящему времени большая часть сельскохозяйственных процессов с применением сельскохозяйственных машин имеет теоретическое обоснование.
Весомый вклад в технологию возделывания подсолнечника внес Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. B.C. Пустовой-та. Разработка и последующее внедрение инновационных проектов агротехники в механизированную технологию увеличили урожайность подсолнечника.
В лаборатории масличных культур Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока под руководством профессора В.К. Морозова были решены некоторые вопросы агротехники применительно к засушливой зоне Юго-Востока, такие, как влияние предшественников подсолнечника на последующую культуру, сроки сева, площади питания, глубина заделки семян, глубина обработки почвы и др.
Определением физико-механических свойств подсолнечника занимался сотрудник Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственного машиностроения, канд. с.-х. наук А.И. Пьянков. Он исследовал размерную и весовую характеристики, разрывные усилия стеблей, сжатие, деформацию семянок, сопротивление резанию стеблей подсолнечника, усилие корчевания стеблей и трение различных частей растений подсолнечника [6].
Определением разрывного усилия и усилия резания стебля занимались М.Ф. Бурмистрова, А.Ф. Соколов [9], В.И. Особов [71].
Некоторые физико-механические свойства подсолнечника были изучены И.И. Байгузиным [5], И.Г. Лысых [55], СВ. Нестеренко [66]. Однако в перечисленных работах не рассмотрена специфика взаимодействия стеблей и корзинок подсолнечника с приспособлением, оснащенным трубным ва 117 лом с винтовой навивкой и отсекателями, жестко закрепленными на нем. В связи с этим была поставлена задача исследовать физико-механические свойства подсолнечника применительно к данному приспособлению.
Исследования были проведены в 2010 г. на полях ИП «Попов Ю.И.» Бала-шовского района Саратовской области. Изучали сорт «Саратовский 20», районированный в зоне Юго-Востока.
Для определения и обоснования основных геометрических параметров рабочих органов приспособления для уборки подсолнечника, обеспечивающих захват, укладку и подвод стеблей корзинок к режущему аппарату и при этом исключающих потери семянок при осыпании, были исследованы следующие физико-механические свойства подсолнечника: 1. Количественно-размерная характеристика стеблей: - количество стеблей подсолнечника на 1м" загона Жск,б, шт.; - длина стеблей /стсб, см; - высота растений /7СТсГъ см; - высота расположения корзинки //ы,р, см; - диаметр стебля у основания корзинки D м- , см; - диаметр стебля у середины Due- , см; - диаметр стебля на высоте 40 см от земли (на уровне стеблеподъемников) - угол естественного наклона стеблей уи.., град. 2. Размерно-весовая характеристика корзинок: - диаметр корзинки D . см; - угол наклона корзинок к горизонтальной плоскости а , град (пониклость); - угол наклона корзинок к вертикальной плоскости (3hopi, град (угол поворота к рядку);
