Введение к работе
.актуальность тепы. Природно-экономический потенциал аридных (пустынные и полупустынные зоны) регионов республики Казахстан и Средней Азии являются важнейшей материальной базой пустынно-пастбищного животноводства. Анализ современного состояния пастбищ аридной зоны показал, что при интенсивном их использовании происходит полное изъятие годичного прироста надземной части растений, в результате чего лишается возможность их естественного обсеменения. Пастбища теряют компенсационную возможность самовозобновления и самовоспроизводства-растительной массы. Идет интенсивная деградация пастбищ. Из-за низкопродуктивных сенокосов и пастбищ, а также недостатка ассортимента трав плохо используется генетический потенциал животных. Снижается продуктивность молочного стада и т. д.
Для расширения пастбищного хозяйства нет достаточного количества качественных семян фитомелиорантных растений. Потребность в семенах удовлетворяется лишь на 50... 60%. Качество их низкое. Используемые в семеноводстве машины не учитывают агробиологические- особенности семян пастбищных растений, а применение серийных зерноуборочных комбайнов и жаток на семенных посевах приводит к значительным потерям.
Проблема интенсивного и экологически безопасного улучшения пастбищ аридной зоны может быть решена путем внедрения кормовых растений - фитомелиорантов при наличии комплексной механизации уборочных работ. Для получения высоких и гарантированных урожаев семян фитомелиорантов на пастбищах первостепенной задачей является разработка технологии и более совершенных уборочных машин, которые позволили бы убирать их на семена с наименьшими потерями и высоким качеством.
Работа выполнена в соответствии с целевой комплексной программой ГКНТ СССР: Р. МСХ-048 "Разработать технологии и недостающие рабочие органы машин для уборки и послеуборочной обработки семян интродуцированных в культуру диких форм трав, полукустарников и кустарников Казахстана", 0. сх. 78.03.06 "Разработать и усовершенствовать средства механизации для коренного улучшения пастбищ и семеноводства кормовых, растений аридной зоны", 0. сх. 43. И. 03.08.02 "Разработать и внедрить системы машин для комплексной механизации технологических процессов в
аридном кормопроизводстве", планом научно-исследовательских работ Казахского научно-производственного объединения механизации и электрификации сельского хозяйства.
Цель исследования. Разработка научных основ ресурсосберегающих технологий и комплекса машин для уборки легкоосыпаемых семян фитомелиорантных кормовых культур'на аридных пастбищах и их практическая реализация в сельскохозяйственном производстве. , Объекты исследований. Технологические схемы процессов уборки семенных посевов фитомелиорантных кормовых культур,экспериментальные и опытные образцы потереснижающих-уборочных машин и приспособлений, технологические и физико-механические свойства растений и семян фитомелиорантных кормовых культур для пастбищ.
Методика исследований. На основе законов механики рассмотрены закономерности улавливания свободных семян из вороха движущейся скошенной урожайной массы. Реализацию математических моделей исследуемых процессов проводили на ЭВМ. Изучение процессов потерееншкения семян при уборке выполнили с помощью прибора для определения степени осыпаемости семян убираемой культуры. Экспериментальные исследования осуществлены с использованием стандартных и частных методик. При экспериментальном изучении процессов потерееншкения применялся метод мкогофакторного планирования экспериментов.
Научную новизну представляют:
-научно-методические основы создания потереснижающих уборочных машин, состоящие из следующего ряда механико-технологических принципов: снижение потерь семян и их травмирования путем предварительного выделения свободных семян из скошенной урожайной массы, дообмолотное разрушение связи созревших семян со стеблем, механическая ориентация семян в вибропотоке на гофрированной семеулавливающей поверхности за счет обнаруженного свойства самоориентации свободных семян относительно ориентирующих элементов; комбинированное механическое воздействие на движущийся слой скошенной массы путем встряхивания ее слоев во взаимно-перпендикулярных плоскостях; предварительное нарушение связей семян с опорной поверхностью сборника семян с целью снижения энергоемкости процесса их сбора; механическая ориентация верхушек растений при подаче их в зону счесывания; образования сдвоенных валков и подача невымолоченных колосьев
на валок для последующего дозревания;
закономерности процесса улавливания осыпавшихся семян при формировании валка урожайной массы: распределение.семян по длине улавливающего рабочего органа потереснижающих. устройств конвейерного типа происходит по закону убывающей логарифмической зависимости, а в платформенного типа - по закону возрастающей экспоненциальной зависимости;
технологические характеристики ' пастбищных растений (ломкоколосника ситникового, прутняка) и физико-механические свойства их семян;
классификация видов и источников потерь семян фитомели-орантных кормовых культур на аридных пастбищах и рабочих органов потереснижаквдх устройств в зависимости от технологической схемы уборки;
математические модели процесса улавливания осыпавшихся семян для различных форм рабочей поверхности потереснижающих устройств и алгоритм расчета их оптимальных параметров;
методики и приборы для определения сроков начала уборки, оптимальной продолжительности уборочного периода по степени осыпаемости семян растений и коэффициента внутреннего трения движущегося семенного материала (а. с. NN 911243, 1660628, 1743451).
Достоверность основных положений и рекомендаций подтверждена статистически надежными экспериментальными данными лабо-' раторно-полевых исследований, положительными результатами ведомственных и государственных испытаний ряда машин с модернизированными и вновь созданными узлами и агрегатами, разработанными с участием соискателя, а также апробацией работы на НТО министерств сельского хозяйства республик Казахстана и Кыргызстана, КБ Красноярского ГО по зерноуборочным комбай-нам(г. Красноярск), НПО ФКТИкорммаш (г.Бишкек), ГСКБ ПО по жаткам (г. Бердянск), ЦОПКБ ЪШ (г. Москва). Практическую ценность представляют;
- конструктивно-компоновочные и технологические схемы ря
да рабочих органов: улавливателя семян валковых жаток, валко-
образующего приспособления, копноформирующего уборочного агре
гата, приспособления ПСК-5 к зерноуборочному комбайну для
сбора семян дикорастущих трав, семеноводческой модификации
коМЭаина "Енисей-1200-ІМ", роторного семяотделителя, семяубо-
рочяой машины, колосоукладчика и валкообразователя к комбайну;
технологические схемы комбайновой уборки семян пастбищных растений с использованием потерескижающих устройств;
приборы для определения коэффициента внутреннего трения движущегося семенного материала и осыпаемости семян растений;
технические задания и рекомендации по. настройке поте-реснижающих жатвенных. машин и приспособлений к валковым зкаткам (передано в ГСКВ ГО по жаткам, г. Бердянск), потереснижающих устройств к зерноуборочным комбайнам (передано в КБ Красноярского ПО по зерноуборочным комбайнам г. Красноярск), приспособления к зерноуборочному комбайну для сбора семян дикорастущих трав ПСК-5 (представлено в КБ НПО ФКТИкорммаш, г.Бишкек), приборов для определения параметров уборочного процесса, которые переданы ЦОПКБ ВИМ, г. Москва и АО "Оптико-электронное приборостроение", г. Москва;
рекомендации по механизации уборки и очистки семян волосне ца( ломкоколосника) ситникового (Алма-Ата: Кайнар, 1982);
рекомендации по механизации работ при улучшении пустынных и полупустынных пастбищ Казахстана (Алма-Ата: Кайнар, 1991).
Новизна конструктивных и технологических решений подтверждены 33 авторскими свидетельствами на изобретения и патентами Республики Казахстан NN 698573, 869651, 961596, 967369, '1042659, 1355166, 1371586, 1389711, 1393344, 1482585, 1496690, 1512518, 1519562, 1598909, 1611252, 1618323, 1628924, 1658887, 1660611, 1660620, 1687078, 1690696, 1727655, 1755729, 1806540, 4872330, 4903312, 4947454- и др.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены и одобрены на ежегодных научных конференциях Казахского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института (Алма-Ата, 1982...1992 гг.), на научно-технических Советах МСХ Республики Казахстан (1982,1991... 1993гг.), ГСКБ ПО по жаткам (Бердянск, 1989. ..1991 гг.), СКВ Красноярского ПО по производству зерноуборочных комбайнов (Красноярск, 1990. ..1991 гг.), НПО ФКТИкорммаш (Бишкек, 1988... 1991 гг.), ЦОПКБ ВИМ (Москва, 1990...1992 гг.), КБ АО "Оптико-электронное приборостроение" (Москва, 1993 г.), ПО "Актюбинсксельмаш" (Актюбинск, 1993 г.), на республиканской научно-практической конференции "Проблемы механизации сельскохозяйственно производс-
тва в Казахстане (Кустанай, 1982 г.), на республиканской научно-технической конференции "Вопросы комплексной механизации процессов сельскохозяйственного производства и повышение эффективности использования техники (Алма-Ата, 1987 г.), на республиканской научно-практической конференции "Корма, сенокосы и пастбиша" и задачи подготовки кадров (Алма-Ата, 1990 г.), на региональной научно-практической конференции СибИМЭ (Новосибирск, 1983 г.), координационных советах по проблемам уборки зерновых, зернобобовых и семенников трав (1989. ..1991), Всесоюзной - научной конференции по проблеме "Комплексное исследование и освоение пустынь СССР (Бухара,, 1989 г.), Всесоюзном научно-производственном совещании "Проблемы производства мясомолочной продукции с акцентированием на проблемах кормовой базы страны (Краснодар, 1989 г.), Всесоюзном научно-техническом совещании "Разработка технологий уборки с обмолотом на стационаре" (Зерноград, 1990 г.), НПО "Кубаньзерно" (Краснодар, 1986 г.), ВНИИ кормов им. R Р. Вильямса (п. Луговая Моск. обл. ,1983, 1989... 1990 гг.), Bffife (Москва, 1989... 1993гг). Реализация результатов исследований:
разработаны и рекомендованы в производство: модернизированные валковые жатки ЖВН-6АС, ваякообразуюшие приспособления к валковым жаткам, копноформирующие уборочные агрегаты, приспособления ШК-5 к зерноуборочному комбайну для сбора семян дикорастущих трав;
разработаны рекомендации по механизации уборки семян, внедрение которых в производство при рациональной организации труда дает возможность получить годовой эффект в расчете на ожидаемый объем сбора семян от 18 до 75 млн. рублей в ценах 1991 г. Разработанные ресурсосберегающие технологии и комплексы машин дают следующие дополнительные эффекты: повышается качество посевного материала за счет снижения механического повреждения семян, снижаются затраты на процесс послеуборочной обработки семян; экономятся площади наиболее плодородных земельных ресурсов и т. п.;
Рекомендации по использованию результатов исследований. Результаты исследований рекомендуется использовать в научно-исследовательских организациях при проведении исследований по ресурсосберегающей технологии и уборочной техники, в институтах повышения квалификации, ВУЗах при изучении предмета
"Сельскохозяйственные машины" (жатвенные и уборочные машины), в конструкторских бюро и испытательных организациях при создании новых и совершенствовании старых конструкций.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 75 работ, в том числе 2 аналитического обзора, 33 описания к авторским свидетельствам на изобретения и патентам Республики Казахстан. Общий объем публикаций Солее 20 печ. л.
'Структура и объеш работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 30? наименований, 47 приложений на 158 страницах. Основная часть работы содержит 388 страниц машинописного текста, 84 рисунка, 36 таблиц. Каждая глава имеет свои частные выводы.
