Содержание к диссертации
Введение
І. Состояние проблемы, цель и задачи исследования
1.1. Народнохозяйственное значение Западной Сибири в решении зерновой проблемы и особенности уборки зерновых культур . 15
1.2. Анализ современных методов проектирования технологического процесса уборки зерновых культур 33
1.3. Факторы, определяющие высокопроизводительное и качественное выполнение механизированных работ на уборке 43
1.4. Постановка цели и задач исследования 58
CLASS 2. Теоретические основы технологического обеспечения уборк CLASS и
2.1* Методология решения научной проблемы 64
2.2. Экономико-математическая модель оптимизации процесса уборки зерновых, культур .
. 2.2.1. Критерии оптимизации 80
2.2.2. Выбор технологии и определение коли-чества техники для выполнения основных операций уборки 104
2.2.3. Определение рациональной стратегии уборки и ее корректировка в зависимости от условий 112
2.3. Оптимизация класса зерноуборочных комбайнов и жаток
2.3.1. Критерии выбора пропускной способности комбайна-И ширины захвата жаток 121
2.3.2. Зависимости,характеризующие влияние зональных условий на производительность комбайнов и жаток. 124
2.4. Математическая модель оценки качества уборки зерновых культур 134
2.5. Математическая модель комплексного показателя эффективности работы комбайна и направление развития технических средств для ее оценки
2.5.1. Выбор показателей для характеристики эффективности работы комбайна. 153
2.5.2. Критерий комплексной оценки эффективности работы комбайна 166
2.5.3. Направление развития средств автоматизации комбайна для повышения эффективности его работы 176
2.5.4* Оценка эффективности оснащения комбайна средствами автоматизации. 169
Заключение . 194
3 CLASS . Результаты экспериментальных исследований CLASS
3.1* Программа исследования и общие методические положения 197
3.2. Созревание и сушка зерна на корню и в валках .202
3.3. Адекватность модели предполагаемого хода уборки зерновых культур 218
3.4, Состав зерноуборочных комбайнов и жаток для зон Западной Сибири « * 233
3.5, Оценка существующих методов и технических средств контроля качества уборки зерновых культур . 251
3.6, Технические средства для контроля,регулирования технологического процесса комбайна и оценки эффективности его работы
3.6.1, Оценка эффективности работы комбайна. 272 3*6.2. Закономерности,реализованные при создании экспериментальных макетов средств контроля,регулирования технологического процесса комбайна и результаты их испытаний
3.6.2.1. Измеритель потерь зерна за соломотрясом . 285
3.6.2.2. Измеритель количества намолоченного зерна 297
3.6.2.3. Измеритель выработки комбайна в гектарах . 305
3.6.2.4. Регулятор загрузки молотилки комбайна 314
3.6.2.5. Синхронизатор частоты вращения мотовила с поступательной скоростью комбайна 325
3.6.2.6. Пути создания комплексной системы технических средств регулирования,контроля и оценки эффективности работы комбайна. 325
Заключение 340
4. Реализация результатов исследований и их экономическая эффективность 343
выводы и предложения 353
литература.
- Народнохозяйственное значение Западной Сибири в решении зерновой проблемы и особенности уборки зерновых культур
- Анализ современных методов проектирования технологического процесса уборки зерновых культур
- Экономико-математическая модель оптимизации процесса уборки зерновых, культур
- Созревание и сушка зерна на корню и в валках
Введение к работе
В программе КІЮС записано: "Основным звеном дальнейшего развития сельского хозяйства, базой быстрого роста животноводства является ускоренный подъем производства зерна"/ I / .
Актуальность решения этой ключевой проблемы развития сельского хозяйства отмечена в директивных документах Партии и Правительства. Продовольственной программой СССР на период до 1990 года предусмотрено увеличить среднегодовое производство зерна в одиннадцатой пятилетке до 238-243 млн, тонн, в двенадцатой пятилетке - 250-255 млн.тонн / 2 /
Решение этой проблемы неразрывно связано с дальнейшим развитием комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственных процессов, совершенствованием организации и управления сельскохозяйственным производством, повышением качества продуктов земледелия, предотвращением потерь зерна при его производстве, а также при транспортировке, хранении и переработке.
В первую очередь это относится к уборке урожая, которая является наиболее сложным и трудоемким процессом в общем комплексе работ по производству зерна. На уборку урожая затрачивается до 70$ труда и средств.
Одним из резервов увеличения производства зерна является сокращение потерь его при уборке, которые в значительной мере определяются сроками проведения уборочных работ и соблюдением технологической дисциплины.
Огромные возможности сокращения сроков уборки заложе-ны в увеличении производительности уборочной техники путем внедрения в производство новых технологий, новой техники и дальнейшего совершенствования организации уборочных работ. В речи Ю.В.Андропова сказано, что кардинальное повышение производительности труда является ключевой задачей в экономической жизни страны / 5 / .
За последние годы парк зерноуборочных комбайнов существенно пополнился новыми, более производительными машинами. На смену СК-4 промышленностью освоен выпуск комбайнов СК-б "Колос", СК-5 "Нива", СКД-6 "Сибиряк". Предусматривается осуществить в одиннадцатой пятилетке модернизацию и повысить надежность зерноуборочных комбайнов "Нива", "Колос", "Сибиряк", приступить в 1986 году к серийному выпуску зерноуборочных комбайнов повышенной пропускной способности / б / « Однако резервы повышения производительности, заложенные в конструкциях новых комбайнов, используются далеко не полностью. Например, возрастание пропускной способности комбайнов более чем в 2 раза привело к увеличению средней дневной выработки только на 15-20 % / 7 /. В Сибири средняя дневная выработка комбайнов не превышает 7-Ю гектаров.
Для реализации потенциальных возможностей новой техники необходимо повысить эффективность ее использования. Требуется дальнейшее развитие новых форм организации уборки зерновых культур уборочно-транспортными комплексами и отрядами, обеспечение высокой технологической готовности к проведению уборочных работ в оптимальные агротехнические » О **" сроки при высоком качестве их выполнения»
Уборка зерновых культур в большинстве районов Западной Сибири проходит, как правило, при неблагоприятных по-годных условиях: частое выпадение осадков и рос, низкая температура и высокая влажность воздуха. Поэтому состояние убираемых культур отличается высокой влажностью и неравномерностью созревания. Комбайны и катки в этих условиях работают с меньшей производительностью, чем в южных районах страны. В результате этого растягиваются сроки уборки, что приводит к значительным потерям урожая и снижению семенных и продовольственных качеств зерна. По этим причинам потенциальные возможности Сибири в решении зерновой проблемы страны используются не в полной мере.
Многообразие факторов, определяющих качество подготовки и выполнения технологического процесса уборки зерновых культур, обуславливает необходимость комплексного подхода при решении вопросов технологического обеспечения уборки, которое представляет систему агротехнических, организационно-методических и метрологических мероприятий, регламентирующих выбор технологии, сроков выполнения технологических операций, их последовательность и взаимосвязь, комплектование состава уборочной техники, методы, технические средства контроля и оценки качества механизированных работ с учетом климатических, производственных условий и особенностей убираемых культур.
Сущность решаемой научной проблемы заключается в получении современной информации и углублении знаний о закономерностях и каналах возникновения по- „ 9 - терь зерна при комбайновой уборке и определении эффективных методов повышения технологической готовности сельскохозяйственных предприятий для выполнения механизированных уборочных работ, обеспечивающих устранение противоречия между потребностью полного сбора биологического урожая зерна и фактическим состоянием при уборке зерновых культур. Это обеспечит при внедрении существенный вклад в решение Продовольственной программы СССР,
Цель работы заключается в разработке и обосновании основных научных положений, регламентирующих технологическую подготовку и проведение процесса уборки зерновых культур с учетом зональных условий, обеспечивающих повышение производительности зерноуборочных машин, сокращение потерь выращенного урожая и получение продукции высокого качества.
В задачи исследования входят выявление основных закономерностей, определяющих оптимальное построение технологического процесса комбайновой уборки зерновых культур; обоснование состава уборочной техники с учетом зональных условий; разработка методов контроля и оценки качества выполнения отдельных технологических операций уборки зерновых культур и процесса в целом; обоснование технических средств контроля, регулирования и оценки эффективности работы комбайнов на обмолоте; экспериментальная проверка эффективности разработанных предложений по технологическому обеспечению процесса уборки зерновых культур.
Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в Сибирском научно-исследовательском институте меха- ~ 10 - низации и электрификации сельского хозяйства и координировались планом научно-исследовательских работ по проблеме 16.16.г.2 плана МСХ СССР "Разработать рациональные операционные технологии в передовых хозяйствах и уточнить их в соответствие с условиями зон страны" (1974...1975 гг.); 16.17.в.I плана МСХ СССР "Разработать рекомендации по агрегатированию и режимам работы МТА на уборке зерновых и пропашных культур" (1974...1975 гг.); 0.18,04,07 "Создать и освоить в производстве систему контроля потерь зерна сепарирующими органами комбайна и зерноочистительными агрегатами" (1976...1980 гг.); І6.06.0Г.0І.І0 плана МСХ СССР "Разработать и внедрить операционную технологию производства зерновых культур,повышающую урожайность зерна на %, производительность МТА на 15% для Сибири и Алтайского края" (1976...1977 гг.); задание ГКНТ СССР № 325 от 28.06.1979г. "Разработать, изготовить и испытать макетные образцы автоматического регулятора загрузки комбайна, средств синхронизации рабочих органов, контроля намолота, учета убираемой площади и потерь зерна" (1979...1981 гг.); задание ГКНГ СССР 0.18.04.02.05.01 "Создать и освоить в производство аппаратуру системы комплексной автоматизации технологического процесса зерноуборочного комбайна" (І98І...І987гг,)*
В результате исследования выявлены закономерности изменения сроков выполнения основных операций уборки в зависимости от климатических условий,сроков сева, вида и сорта культур и технологических особенностей формирования валков, использованных при разработке методики построения технологического процесса уборки зерновых культур; обоснованы кри- - II - терии и алгоритм для определения класса зерноуборочных комбайнов и жаток с учетом зональных условий уборки,обеспечивающих повышение производительности зерноуборочных комбайнов на обмолоте в 1,5...2 раза; получена математическая модель комплексного показателя для оценки качества выполнения механизированных работ и процесса уборки в целом; обоснована организационная структура службы контроля качества и технологического обслуживания комбайнов, предусматривающая включение в состав уборочно-транспорт-ного отряда звена по технологическому обслуживанию и контролю качества работы комбайнов; получено математическое выражение для комплексной оценки эффективности работы зерноуборочного комбайна на обмолоте зерновых культур; обоснована номенклатура технических средств для контроля, регулирования технологического процесса комбайна и оценки эффективности его работы; выявлены закономерности и информационные переменные, характеризующие качество работы мо-лотильно-сепарирующих органов, которые использованы при разработке технических средств контроля и регулирования технологического процесса комбайна.
Материалы исследований по обоснованию системы технологического обеспечения процесса уборки получили практическую реализацию при разработке операционной технологии уборки зерновых культур, рекомендованной НТС МСХ РСФСР для внедрения в сельскохозяйственное производство Сибири. Методические рекомендации по технологическому и инженерному обеспечению уборки зерновых культур уборочно-транс-портными отрядами в условиях Сибири рассмотрены НТС МСХ «12 -
СССР и рекомендованы для внедрения в сельскохозяйственное производство.
Разработаны номограммы для оценки эффективности работы комбайна на обмолоте и оперативной корректировки допустимого уровня текущих потерь зерна за молотилкой комбайна в зависимости от условий уборки.
Результаты исследований по обоснованию класса зерноуборочных комбайнов и жаток для зон Западной Сибири рассмотрены и одобрены Координационным советом по проблеме ГКНТ СССР 0.51.12 на координационном совещании по рассмотрению перспектив развития зерноуборочных комбайнов на I98I...I990 гг.
Технические требования на автоматический регулятор загрузки комбайнов, устройство синхронизации частоты вращения мотовила (подборщика), измеритель намолоченного зерна и учета убранной площади, потерь зерна и устройство контроля скоростных режимов рабочих органов зерноуборочных комбайнов "Нива", "Колос", "Сибиряк" и перспективных высокопроизводительных комбайнов утверждены МСХ СССР и Госком-сельхозтехникой СССР 28 декабря 1981 года.
Технические требования на аппаратуру комплексной системы автоматизации технологического процесса комбайна,разработанные в соответствии с заданием ГКНТ СССР, утверждены МСХ СССР и Госкомсельхозтехникой СССР 22 сентября 1982 года. Проект технических требований на аппаратуру комплексной системы автоматизации технологического процесса комбайна принят за основу для включения в Международную систему машин рабочим совещанием временного международного коллектива специалистов по теме УІ.І.5 "Исследование новых - ІЗ - технологий и средств механизации для уборки зерновых и соломы" (г.Москва, ВИМ, І...6 августа, 1933 г.).
Предполагаемый годовой экономический эффект от применения на комбайнах класса 5...6 кг/с измерителя потерь зерна, количества убранной площади, намолоченного зерна, регулятора загрузки комбайна, синхронизатора частоты вращения мотовила (подоорщика) и устройства контроля скоростных режимов рабочих органов зерноуборочных комбайнов составит 1700 руб.
Экспериментальное внедрение комплекса мероприятий по технологическому обеспечению процесса уборки зерновых культур в хозяйствах лесостепной зоны Западной Сибири позволяет сократить потери зерна при уборке в 1,5...2раза и повысить производительность комбайнов на 30...33 %, в результате этого годовой экономический эффект в расчете на гектар убранной площади составил 9,6 рубля.
Основные результаты исследований по материалам диссертации опубликованы в 48 печатных работах, в том числе в б описаниях к авторским свидетельствам на изобретения, выполненные в соавторстве.
В результате проведенных исследований на защиту выносятся следующие основные положения: - методика выбора технологий уборки, средств механизации, темпов и последовательности выполнения основных технологических операций, комплектования состава убороч-но-транепортных отрядов в зависимости от производственных, климатических условий уборки и состояния убираемых культур; рекомендуемый состав жаток и зерноуборочных комбайнов для отдельных зон Западной Сибири к 1985 г;, и на период с 1990 по 2000 годы; методика количественной оценки качества выполнения основных технологических операций уборки зерновых культур и процесса в целом; номенклатура технических средств для контроля, регулирования и оценки эффективности работы зерноуборочного комбайна; технико-экономическое обоснование комплекса разработанных предложений по технологическому обеспечению уборки зерновых культур.
Проведение исследования было связано с выполнением большого объема экспериментальных работ. Автор выражает глубокую благодарность за поддержку и большую помощь в организации и проведении этих работ руководству СибИМЭ,' Президиума СО ВАСХНИЛ, Областного производственного управления сельского хозяйства Новосибирского облисполкома, Черепановского, Коченевского, Колыванского районных производственных управлений сельского хозяйства, Черепановского опытно-производственного хозяйства, Кремлевского совхоза, колхоза "Красный Октябрь", Центра Сибсельхоз НОПТУ, СОПКТБ СО ВАСХНИЛ, сотрудникам и аспирантам отдела комплексной механизации и автоматизации уборки зерновых культур.'
I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Народнохозяйственное значение Западной Сибири в решении зерновой проблемы и особенности уборки зерновых культур
Западная Сибирь по уровню развития сельского хозяйства входит в число ведущих восточных регионов Российской Федерации. Здесь сосредоточено 65 процентов производства зерна,получаемого в Сибири и Дальнем Востоке. К 1985 году во всех категориях хозяйств Западной Сибири производство зерна планируется довести до 23,6 млн.т., что составит по сравнению со среднегодовым производством зерна в 1971...1975 гг. 153 процента. Такой уровень производства позволит полностью удовлетворить потребности населения Западной Сибири в хлебе и хлебопродуктах и обеспечит значительный вывоз их за пределы экономического района / 8 /.
Зернопроизводящая часть Западной Сибири включает несколько сельскохозяйственных зон: таежно-подтаежную низменность, северную лесостепь низменности, южную лесостепь низменности, степь, лесостепь предгорий и тайгу-подтайгу предгорий. Климат этой части Западной Сибири резко континентальный: продолжительная суровая зима и короткое, но жаркое, нередко засушливое лето и дождливая осень.
Годовое количество осадков убывает в направлении с северо-востока на юго-запад от 400...700 мм до 250...320мм. Максимальное количество осадков выпадает летом, зачастую в виде ливней. Снежный покров держится 5...7 месяцев. Залегает он крайне неравномерно: на севере его высота достигает 50...80 см, на юге - 20...25 см, причем сильные ветра в отдельные годы совершенно сдувают снег с открытых участков.
Южные районы Омской, Новосибирской областей и Алтайс-кдго края периодически подвергаются губительному действию засух и суховеев, во время которых относительная влажность воздуха понижается до 10 процентов.
Анализ природно-климатических и производственных условий Западной Сибири (табл.1) показывает, что площади, занятые зерновыми культурами, их урожайность, размеры хозяйств и метеорологические условия значительно отличаются по зонам /9. ..12 / .
В таежно-подтаежной зоне низменности зимний период имеет наибольшую продолжительность. Период с устойчивым снежным покровом достигает 165...175 дней, лето короткое, прохладное. Годовое количество осадков 350...560 мм. Значительное количество осадков при наибольшей сумме тепла создает условия для хорошей обеспеченности растений влагой. Теплом в этом районе обеспечены только ранние сорта яровых зерновых культур. Однако в отдельные годы наблюдается снижение урожая из-за недостатка тепла.
Зерновые культуры в пашне занимают только 56 процентов. По структуре посевных площадей, занятых под зерновыми и зернобобрвыми культурами, в этой зоне большое производственное значение имеет рожь. Созревая раньше яровых на 15...16 дней, она уменьшает напряжение во время уборки. Кроме того, озимая рожь в этой зоне на 50...70 процентов урожайнее яровой пшеницы.
Длина гона полей в зоне составляет 150...160 м. Очень распространено дальнеземелье, раздробленность границ полей. Площадь пашни хозяйств колеблется от I до 7 тыс.га.
В зоне северной лесостепи низменности продолжительность периода с устойчивым снежным покровом составляет 150...165 дней. Лето сравнительно теплое, безморозный период увеличивается от 100 до 120 дней. Обеспеченность растений влагой в большинстве лет удовлетворительная. Пшеница в этой зоне выращивается больше в Тюменской области. Условия для механизации возделывания сельскохозяйственных культур лучше, чем в первой зоне. Длина гона полей -400...600 м. Размер хозяйств - от 4 до 15 тыс. га пашни.
Зона южной лесостепи самая благоприятная по почвен-но-климатическим условиям для возделывания зерновых культур. По климату она является как бы промежуточной между северной лесостепью и степью. Под зерновыми и зернобобовыми культурами занято 3060,9 тыс.га, в том числе под яровой пшеницей - 2500,3 тыс.га и рожью 13,9 тыс.га, из них 93,3 процентов посевов зоны приходится на Новосибирскую область. Хозяйства этой зоны имеют площадь пашни в пределах 15. ..25 тыс.га, длина полей - более 1000 м.
В степной части Западной Сибири климат умеренно теп- . лый, слабоувлажненный. Лето теплое, продолжительность безморозного периода достигает НО...130 дней. Годовое количество осадков в среднем составляет 250...350 мм, поэтому обеспеченность растений влагой недостаточна. Теплом же зерновые культуры обеспечены хорошо. В этой зоне основная площадь посевов зерновых и зернобобовых культур приходится на Алтайский край. Размеры хозяйств в степи достигают 30 тыс.га пашни, длина гона более 1000 м.
В лесостепи предгорий климат мягкий, безморозный период 100...120 дней, количество осадков в год 300...500мм.
Площадь посевов зерновых в зоне составляет 1610,3 тыс. га,в том числе 46,8 га озимой ржи и 1143,7 тыс.га яровой пшеницы. Хозяйства имеют площадь пашни от 6 до 10 тыс. га и более, длина гонов - 600...1000 м.
Климат тайги-подтайги предгорий характеризуется большой влажностью, лето прохладное. Безморозный период -100...130 дней, почти такой же, как в степи, но сумма температур меньше (1606...2200). Осадков за год выпадает 400...700мм, а в теплый период - 225...300 мм. Под зерновыми и зернобобовыми культурами в зоне занято 1375,9 тыс. га, из них 36,4 процентов в Кемеровской области и остальная часть в Алтайском крае. Хозяйства небольшие - от 3 до 10' тыс.га пашни, длина гонов 100...400 м.
Климатические условия практически во всех зонах Западной Сибири в основном благоприятные для возделывания зерновых культур, но не благоприятные для их уборки. Уборка урожая в большинстве районов начинается во второй половине августа- начале сентября. В этот период наблюдается падение температуры и увеличение влажности воздуха, а также выпадает значительное количество осадков. Температура воздуха с 14...15 в начале уборки понижается к концу сентября до 5, а в конце уборки (в октябре) нередко бывает отрицательной.
Анализ современных методов проектирования технологического процесса уборки зерновых культур
Организация технологического процесса уборки зерновых культур при современных индустриальных методах сельскохозяйственного производства требует инженерных расчетов. Принятие решений, основанных только на интуиции и личном опыте руководителей, нередко сопровождается ошибками,нецелесообразными затратами средств и значительными потерями урожая.
Необходимость развития инженерных методов проектирования технологических процессов в сельскохозяйственном производстве впервые обосновали академики ВАСХШШ В.АДели-говский/ 26 / и И.Ф.Василенко / 27 / .
Вопросы проектирования механизированных сельскохозяйственных процессов и использования техники получили дальнейшее развитие в трудах Б.С.Свищерского/28/ , Ю.К.Киртбая/29.,.31/ , Ф.С.Завалишина /32...34/ , Ф.И.Гав-рилова/35/., П.Н.Федосеева / 36 / , О.А.Иофинова /37/ , М.С.Рунчева, 3 И.Липковича/38/ , А.С.Бакулева/39/ , В»А.Гобермана / 40 / , А.Д.Мурашева/41 / , В.С.Антошкеви-ча / 42/, М.П.Сергеева, В.Д.Саклакова / 43 / , Г.Т.Павловского/ 44/ , В.Н.Федорова /45/ , А.А.Климова, Г.Е.Листопада / 46 / , Р.Ш.Хабатова / 47 / , А.Д.Логи-на / 24 / , а также в работах зарубежных исследователей /48, 49, 222, 223/.
Специфика проектирования сельскохозяйственного производства по сравнению с промышленностью заключается с мобильности техники, работающей на огромных земельных площадях колхозов и совхозов, непостоянстве оптимальных сроков выполнения сельскохозяйственных работ в различные годы, разрыве во времени между технологическими операциями, продолжительность которых зависит от биологических особенностей растений, погодных и органи зационных условий / 34 / . В этих условиях необходим комплексный подход при проектировании технологических процессов.
Основные принципы построения производственных процессов, предусматривают непрерывность работы или движения обрабатываемого материала,согласованность операций во времени и пространстве, полную загрузку всех звеньев технологического процесса, наименьший материалов и машин-но-грузооборот и ритмичность операций /34,..37/.
Для построения технологического процесса уборки имеет большое значение непрерывность движения обрабатываемого материала, например, биологического урожая при различных технологических операциях.
Согласованность операций во времени предполагает выполнение в ходе технологического процесса на каждой операции в строго определенное время с соблюдением необходимых интервалов между ними, а согласованность в пространстве - выполнение операций на заданном поле или участке.
Принцип наиболее полной загрузки всех звеньев технологического процесса предусматривает такое качественное расчленение процесса, которое обеспечивает высокую производительность машин на выполнении всего технологического процесса, так и по отдельным операциям.
По характеру движения обрабатываемого материала и другим признакам технологический процесс может быть монотонным, непрерывно-пульсирующим, непрерывно-поточным и последовательным.
Экономико-математическая модель оптимизации процесса уборки зерновых, культур
Проведенный анализ особенностей уборки зерновых культур в условиях Западной Сибири показывает, что, несмотря на последние достижения науки и передового опыта, оснащение сельского хозяйства новыми зерноуборочными комбайнами "Нива", "Колос", "Сибиряк", широкое внедрение в хозяйствах отрядной формы организации труда, не достигнуто заметного увеличения производительности труда на уборке, потери урожая значительно превышают агротехнически допустимый уровень.
Проблемная ситуация при уборке зерновых культур обуславливается противоречием между потребностью полного сбора выращенного урожая, который является результатом комплекса предшествующий технологических процессов, имеет большое народнохозяйственное значение для развития животноводства, отраслей легкой и пищевой промышленности, полного удовлетворения страны в продуктах питания, и реальными потерями во время проведения уборочных работ,значительно снижающими валовый сбор зерна.
Решение этого противоречия выходит далеко за рамки практической проблемы,решаемой с использованием только известных средств и методов.
Проведенный анализ отдельных аспектов, определяющих высокопроизводительное, качественное выполнение уборки зерновых, культур показывает, что, несмотря на последние достижения науки, практики, совершенствование зерноуборочной техники, не достигнуто комплексности в технологическом обеспечении уборки, учитывающего во взаимосвязи многообразие факторов, определяющих высокопроизводительное использование техники, полный сбор выращенного урожая и получение продукции высокого качества.
Отдельные, порой оригинальные теоретические и практические решения не дают требуемой отдачи.
Например, в засушливых районах страны скашивание зерновых культур в валки на всей площади, а затем их обмолот всей имеющейся техникой дает резкое сокращение уборочных работ и сокращает потери урожая. Однако в районах с неблагоприятными погодными условиями и неравномерным созреванием хлебов этот прием может создать большой разрыв между скашиванием и обмолотом валков, что приведет к большим потерям урожая и ухудшению семянных и продовольственных качеств.зерна из-за прорастания его в валках. Следовательно, в этих условиях выбор стратегии уборки должен основываться на знании закономерностей созревания зерновых культур на корню и их сушки в валках после увлажнения осадками.
Анализ функциональной схемы технологического процесса комбайновой уборки зерновых культур показывает, что при традиционных раздельном и прямом комбайнирова-нии процесс уборки можно представить в виде системы (рис.2.1), состоящей из ряда операций, являющимися отдельными блоками этой системы. Подсистема I включает основные технологические операции уборки. На ее выходе мы имеем определенное количество бункерного зерна Q и соломы # „ Подсистема// включает вспомогательные операции по транспортировке зерна Q на ток и соломы 2С к месту хранения.
На входе системы перед началом уборочных работ имеется реально выращенный биологический урожай Q0 -. Целевая функция материального баланса получения продукции при уборке урожая имеет вид: п, п г где Q- - количество зерна,привезенного на ток; Q.. - сезонные потери зерна из-за нарушений технологии или сроков выполнения отдельных операций уборки; CL - текущие потери зерна за машинами из-за неправильных регулировок,нарушения режима работы и несоответствия машин условиям работы; П1 Пг - количество причин появления текущих и
сезонных потерь зерна. Объектом наших исследований является подсистема J , которая, кроме основных блоков системы скашивания зерновых в валки, их подбора при раздельной уборке и скашивания, обмолота при прямом комбайнировании, включает блоки сбора информации, проектирования процесса уборки и контроля качества.
Решение подсистемы// имеет самостоятельное значение,т.к. транспортировка зерна на ток, а также уборка соломы Б сроки, определяемые интенсивностью выполнения блока обмолота может быть решена разными технологическими и техническими средствами. Например, транспортировка зерна на ток может быть осуществлена прямыми перевозками, комбитрейлерным способом, с применением бункеров -компенсаторов, большегрузных тракторных прицепов и другими способами. Оптимальное решение транспортной проблемы выходит за рамки задач, предусматриваемых в работе.
Созревание и сушка зерна на корню и в валках
В процессе уборки устанавливается наблюдение не только за ходом уборочных работ, но и за созреванием зерновых культур по отдельным полям путем взятия проб на влажность зерна. Отбор образцов на поле для определения средней влажности зерна на поле проводился по ОСТ / 170/ .
Хозяйственная проверка любых новых разработок и оценка их экономической эффективности во многом зависит от желания и подготовленности специалистов хозяйств, районных управлений сельского хозяйства активно участвовать в таком производственном эксперименте.Поэтому проводится ознакомление специалистов хозяйств и районных управлений сельского хозяйства с новыми методами проектирования технологического процесса, технологического обслуживания техники и организации контроля и оценки качества механизированных работ. Организуются семинары перед уборкой с главными специалистами районов, хозяйств, а также отдельные семинары с механизаторами и звеньевыми технологических звеньев.
Сбор необходимой информации по хозяйствам проводится сразу же после окончания сева зерновых культур. На основании этой информации составляются планы подготовки и проведения уборки зерновых культур по хозяйству в целом и оперативные планы для уборочно-транспортных отрядов; изготавливаются технические средства и приспособления для проведения контроля и оценки качества выполнения уборочных ра бот; подготавливается необходимая документация: акты проверки готовности техники к уборке, допуск уборочных агрегатов к работе, талоны качества работы главного агронома, агронома отделения (бригады), начальника уборочно-транс-портного отряда и комбайнера, методика работы звеньев технологического обслуживания зерноуборочных комбайнов. Экспериментальная проверка экономической эффективности предложений по технологическому обеспечению комбайновой уборки проводится по общепринятой методике /123, 172/.
При уборке зерновых культур выбор оптимальных сроков скашивания в валки, их обмолота или прямого комбайнкрова-ния всегда был и остается первостепенным вопросом.
Оптимальные сроки уборки многие исследователи определяют по моменту наступления максимального биологического урожая. Наибольший биологический урожай получается при уборке в середине или конце восковой спелости. Однако,как справедливо отмечается в работе / 14 / :-"Оптимальный срок уборки хлебов раздельным способом ограничен и в среднем составляет 6...8 дней в зависимости от зоны". За этот срок уборка зерновых культур раздельным способом в Западной Сибири, как правило, не заканчивается. При лежке валков более 6...8 дней неизбежно возрастают потери зерна особенно при неблагоприятной погоде. Поэтому, чтобы раньше начать уборку многие авторы/14, 19, 116,173.. .175/ считают целесообразным начинать скашивать зерновые в валки в начале восковой спелости и продолжать косовицу до конца этой фазы. С наступлением полной спелости следует уборку вести прямым комбайнированием, которое в течение 5..«б дней дает хорошие результаты.
Таким образом, в теоретическом плане вопрос о выборе фазы спелости, соответствующей началу уборки прямым или раздельным способами,решен достаточно обосновано.
Однако в практической деятельности выбор оптимального срока начала скашивания в валки или уборки напрямую вызывает определенные трудности.
Дело в том,что известные способы оценки фаз спелости зерна: по влажности зерна, удельному весу; внешним признакам и консистенции зерна, по весу 1000 зерен и эозиновым методом по разным причинам не в полной мере удовлетворяют требованиям производства.
Определение спелости зерна по влажности дает наиболее надежные и объективные результаты. Однако отсутствие экспресс-методов для определения влажности зерна в широком диапазоне (от 10 до 50 %) не позволяет его широко использовать в производственной практике. Все же другие способы во многом зависят от субъективного мнения специалистов, определяющих спелость, и весьма трудоемкие.
Для построения технологического процесса уборки зерновых культур необходим объективный метод определения фаз спелости зерновых культур. Кроме того, он должен характеризовать спелость не только качественным, но и количественным показателем. Исследования изменения влажности зерна в зависимости от фаз его спелости показывают, что между влажностью и фазами спелости имеется тесная взаимосвязь (табл.3.1).
