Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы, цель и задачи исследования
1.1. Природно-климатические и производственные условия уборки зерновых культур в Амурской области 13
1.2. Анализ проектирования процессов уборки зерновых культур и факторы, влияющие на качество уборки 22
1.3. Анализ технологий уборки зерновых культур 28
1.4. Анализ технологий уборки зерновых культур с обработкой биологического урожая на стационаре 33
1.4.1. Технологии уборки зерновых культур с обработкой измельчённого биологического урожая на стационаре 34
1.4.2. Технология уборки продуктивной части урожая зерновых культур по схеме «Невейка» 36
1.4.3. Технологии уборки зерновых культур с обработкой неизмель-чённого биологического урожая на стационаре 38
1.4.3.1. Рулонная технология уборки зерновых культур 42
1.4.3.2. Существующие технические решения для формирования рулонов из биологического урожая зерновых культур 45
1.4.3.3. Существующие технические решения для разбора рулонов... 49
1.5. Постановка цели и задачи исследований 52
2. Теоретические основы технологического и технического обеспечения уборки зерновых культур в условиях амурской области
2.1. Методология решения научной проблемы 55
2.2. Экономико-математическая модель оптимизации технологического и технического обеспечения уборки зерновых культур 67
2.2.1. Оптимизация сроков уборки от продолжительности созревания зерновых культур 67
2.2.2. Влияние погодно-климатических условий на уборку зерновых культур 80
2.2.3. Выбор технологии и определение количества технических средств для проведения уборки 84
2.3. Совершенствование технического обеспечения рулонной технологии уборки зерновых культур 96
2.3.1. Исследование процесса, обоснование параметров и транспортного обеспечения усовершенствованного рулонного пресс-подборщика при формировании рулонов 103
2.3.1.1. Факторы, влияющие на вымолот зерна из рулона в процессе прессования зерновых культур 103
2.3.1.2. Обоснование параметров бункера для сбора и количества транспортных средств для транспортировки вымолоченного из рулона зерна 111
2.3.2. Исследование процесса и обоснование параметров механизма для удаления обвязывающей нити рулона размотчиком 119
2.3.2.1. Обоснование параметров механизма удаления обвязывающей нити в процессе её отделения от поверхности рулона 119
2.3.2.2. Исследование процесса и обоснование параметров механизма при отрезании обвязывающей нити рулона 137
2.3.2.3. Исследование процесса и обоснование параметров механизма, обеспечивающего перемещение рулона с поверхности земли в размотчик рулонов 143
2.3.2.4. Оценка эффективности применения механизма по удалению обвязывающей нити рулона на размотчике рулонов 153
Выводы 157
3. Программа и методика экспериментальных исследований
3.1. Программа экспериментальных исследований 160
3.2. Экспериментальное оборудование, приборы и аппаратура 161
3.3. Методика экспериментальных исследований 170
4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ
4.1. Влияние процесса созревания на всхожесть, содержание клейковины и массу зерна пшеницы 173
4.2. Влияние погодно-климатических условий на проведение уборки зерновых культур в Амурской области 181
4.3 Совершенствование комбайновой уборки зерновых культур с применением рулонной технологии 184
4.3.1 Результаты исследования процесса прессования растительной массы пшеницы рулонным пресс-подборщиком 187
4.3.1.1. Влияние плотности прессования и скорости движения рулонного пресс-подборщика на вымолот зерна из рулона 187
4.3.1.2. Изменение всхожести, энергии прорастания, содержания клейковины вымолоченного и невымолоченного зерна пшеницы из рулона в зависимости от плотности прессования. 195
4.3.1.3. Влияние влажности прессуемой массы пшеницы на всхожесть, энергию прорастания, содержание клейковины вымолоченного и невымолоченного зерна из рулона 198
4.3.1.4. Потери зерна за рулонным пресс-подборщиком в зависимости от плотности прессования и влажности прессуемой массы пшеницы 200
4.3.1.5. Зависимость мощности, затрачиваемой на привод дополнительного оборудования, от подачи вымолоченного зерна из рулона 202
4.3.2. Результаты экспериментальных исследований по совершенствованию процесса удаления обвязывающей нити рулона размотчиком рулонов 204
4.3.2.1. Параметры механизма, обеспечивающего процесс отделения обвязывающей нити от поверхности рулона 208
4.3.2.2. Зависимости, характеризующие параметры механизма, обеспечивающего процесс резания и удаления обвязывающей нити рулона 213
4.3.2.3. Затраты времени на удаление обвязывающей нити и мощности, обеспечивающей загрузку рулона в размотчик 217
Выводы 221
5. Производственая проверка и экономическая эффективность результатов исследований
5.1. Производственные испытания усовершенствованных технических средств на уборке пшеницы по рулонной технологии в условиях Амурской области 224
5.2. Экономическая эффективность результатов исследований 231
Общие выводы 238
Литература 242
- Природно-климатические и производственные условия уборки зерновых культур в Амурской области
- Оптимизация сроков уборки от продолжительности созревания зерновых культур
- Экспериментальное оборудование, приборы и аппаратура
- Влияние процесса созревания на всхожесть, содержание клейковины и массу зерна пшеницы
Введение к работе
Наращивание производства зерна как основы создания продовольственного фактора Амурской области является одной из первоочередных задач. Решение поставленной задачи во многом зависит от разработки и внедрения новых, прогрессивных способов и средств механизации уборки зерновых культур, обеспечивающих повышение производительности и качества работ, снижение потерь зерна, проведение уборки в оптимальные сроки. Однако, неустойчивый характер природно-климатических условий в уборочный период обуславливает определённую степень хозяйственного риска, который выражается в первую очередь потерей выращенного урожая. Данное условие доказывает, что процесс уборки урожая зерновых культур является наиболее напряжённым технологическим процессом во всём цикле возделывания сельскохозяйственных культур.
В настоящее время комбайновый способ уборки зерновых культур является основным. Простота выполняемых операций, маневренность, универсальность по отношению к уборке различных культур, высокая производительность при благоприятных условиях обеспечивают эффективное использование комбайнов.
Однако при сложившейся комбайновой технологии уборки создать благоприятные условия для получения высокого урожая удаётся далеко не везде.
Наряду с этим, сложившиеся технологии уборки далеко не всегда выполняют своё основное назначение. Даже при наиболее благоприятной для уборки погоде потери зерна в производственных условиях обычно намного выше допустимых. При неустойчивой погоде в уборочный период потери зерна резко возрастают с одновременным ухудшением его качества.
За годы аграрной реформы в отрасли сельского хозяйства сложилась многоукладная экономика. Наряду с крупными товаропроизводителями появились крестьянско-фермерские хозяйства.
С появлением крестьянско-фермерских хозяйств, занимающихся производством зерновых культур, вопрос технического обеспечения процесса уборки зерновых культур в данных хозяйствах становится одним из первоочередных. Одной из основных причин необходимости технического обеспечения уборки зерновых культур является то, что цены на зерноуборочные комбайны высоки и нет возможности их приобретения не только крестьян-ско-фермерским хозяйствам, но и крупным товаропроизводителям.
Сущность решаемой научной проблемы заключается в неудовлетворительном состоянии технологического и технического обеспечения процесса уборки зерновых культур, который приводит к потерям выращенного урожая и снижению его качественных показателей из-за отклонения фактических от оптимальных сроков проведения уборочных работ. Решение возникшего противоречия между биологически выращенным и убранным урожаем с учётом природно-климатических и производственных условий Амурской области требует получения информации о закономерностях, влияющих на качественные показатели проведения уборочного процесса. Поэтому в данной работе уборка зерновых культур рассматривается как результат функционирования технологического и технического обеспечения уборочного процесса при рациональном сочетании комбайнового способа уборки зерновых культур с рулонной технологией и учётом природно-климатических и производственных условий Амурской области.
В задачи исследования входит: выявление основных закономерностей, определяющих оптимальные сроки и построение технологического процесса проведения уборки зерновых культур при рациональном сочетании прямого комбайнирования с рулонной технологией; обоснование состава уборочной техники, применяемой в предлагаемой технологии уборки зерновых культур; усовершенствование технических средств, применяемых на уборке зерновых культур по рулонной технологии; обоснование конструктивных параметров усовершенствованных данных технических средств, позволяющих повысить эффективность их использования на уборке зерновых культур по рулонной
технологии; экспериментальная проверка эффективности разработанных
предложений по технологическому и техническому обеспечению процесса уборки зерновых культур.
Актуальность проблемы. Несмотря на возрастающий технический уровень зерноуборочной техники, её постоянное совершенствование и модернизацию, комбайновый способ уборки не может решать всех проблем уборки зерновых культур без учёта природно-климатических и экономических условий конкретной природной зоны. В связи с этим проблема совершенствования технологии и комплекса машин уборки зерновых культур для региональных условий, позволяющих сократить потери выращенного урожая зерновых культур в процессе уборки, имеет важное народнохозяйственное значение. Представленная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ по республиканской программе «Механизация, электрификация и автоматизация. Развитие научного направления механики и процессы агроинженерных систем. Создание техники и энергетики нового поколения и формирование эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса» в соответствии с планом НИР ДальГАУ по теме 13.13 «Разработка технологии и технических средств для рулонной технологии уборки зерновых культур в Амурской области».
В качестве рабочей гипотезы для решения сформулированной проблемы, суть которой состоит в качественной и своевременной уборке, явилось предположение о том, что по мере созревания зерновых культур на корню происходят изменения всхожести, содержания клейковины и массы зерна убираемой культуры, которые приводят к потерям выращенного урожая в
процессе уборки. Выявление закономерностей изменения этих показателей
позволит оптимизировать сроки проведения уборочных работ и принять правильные решения по технологическому и техническому обеспечению процесса уборки зерновых культур. Технологическое и техническое обеспечение механизированного процесса уборки зерновых культур предлагается путем рационального сочетания комбайнового способа уборки с рулонной техно-
10 логией, которое позволит сократить потери убираемого зерна. Совершенствование технических средств, применяемых в технологическом процессе уборки зерновых культур по рулонной технологии, позволит обеспечить необходимые условия проведения механизированных работ с минимальными потерями и высоким качеством получаемого зерна.
Цель работы. Теоретическое и экспериментальное обоснование технологии и необходимого перечня технических средств уборки зерновых культур в условиях Амурской области, обеспечивающих качественную и своевременную уборку с минимальными потерями.
Методы исследований. В качестве методологической основы исследований применён системный подход при разработке решений по обоснованию технологического и технического обеспечения уборки зерновых культур в зависимости от региональных условий Амурской области.
Объект исследований. Технологический процесс уборки зерновых культур при рациональном сочетании прямого комбайнирования с рулонной технологией в условиях Амурской области.
Научная новизна. В результате проведенных исследований: выявлены закономерности изменения лабораторной всхожести, содержания клейковины и массы зерна в процессе созревания зерновых культур на корню, позволяющие оптимизировать сроки проведения уборки напрямую с учётом природно-климатических условий Амурской области; получена математическая модель по оптимизации технологического и технического обеспечения уборки зерновых культур, включающая в себя рациональное сочетание прямого комбайнирования с рулонной технологией; выявлены факторы, влияющие на вымолот зерна из рулона при прессовании зерновых культур рулонным пресс-подборщиком с камерой прессования постоянного объема, предусматривающие его усовершенствование для возможного применения на уборке зерновых культур; получена математическая модель, описывающая удаление обвязывающей нити рулона в процессе его загрузки размотчиком рулонов; обоснованы конструктивные параметры механизма удаления обвязывающей
нити рулона, обеспечивающие повышение эффективности работы размотчика рулонов; усовершенствованы технические средства, применяемые на уборке зерновых культур по рулонной технологии, техническая новизна которых подтверждена 3 патентами на изобретения.
Практическая ценность работы. На основании выявленных закономерностей изменения всхожести, содержания клейковины и массы зерна разработаны предложения по оптимизации сроков проведения уборки зерновых культур. С целью снижения потерь выращенного урожая зерновых культур, предложено применение рулонной технологии уборки наряду с существующим комбайновым способом с учётом производственных и природно-климатических условий Амурской области. Для обеспечения уборки зерновых культур по рулонной технологии предложен усовершенствованный комплекс машин. В результате данного усовершенствования вымолоченное зерно, имеющее наиболее высокие посевные и хлебопекарные качества по сравнению с невымолоченным зерном из рулона при прессовании хлебной массы зерновых культур, собирается отдельно от рулона. Удаление обвязывающей нити рулона производится механизированным способом в процессе загрузки и раскручивании рулона размотчиком рулонов.
Реализация результатов работы. На основе разработанных технических решений (патенты № 2159534, № 2147168, № 2300870) были произведены переоборудования конструкции рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов, применяемого на уборке зерновых культур. Это позволило осуществлять сбор вымолоченного зерна из рулона, имеющего наибольшие показатели всхожести, содержания клейковины и массы зерна, в процессе прессо-
I вания отдельно от рулона, а при загрузке и раскручивании рулона удаление
обвязывающей нити рулона производить механизированным способом самим размотчиком рулонов.
Экспериментальные исследования по уборке пшеницы сорта «Амур-ская-90», предлагаемым комплексом машин, были проведены в СПК «Мирный» Завитинского района, СПК «Троицкое» Ивановского района Амурской
12 области и ФГУ «Амурская государственная зональная машиноиспытательная станция». Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре ЭМТиАП ДальГАУ.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях Благовещенского СХИ (1986-1990 гг.), профессорско-преподавательского состава и аспирантов ДальГАУ (1993—2007 гг.), УНПК ДальГАУ (1996-2000 гг.), на заседаниях сектора системы машин Благовещенского СХИ (1987-1991 гг.), кафедры ЭМТП Иркутского СХИ (1992г.), докторского научно-методологического семинара СибИМЭ СО РАСХН (2006г.), экспертной комиссии по внедрению в агропромышленное производство научно-технических разработок и передового опыта департамента агропромышленного комплекса администрации Амурской области (2007г.).
Публикация. По результатам диссертационной работы опубликовано 33 печатные работы общим объёмом 5,7 п.л., из них 8 статей в ведущих, рецензируемых изданиях ВАК России и 3 патента на изобретения.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Объём диссертации содержит 357 страниц, в том числе 16 таблиц, 58 иллюстраций, список литературы из 212 наименований.
Природно-климатические и производственные условия уборки зерновых культур в Амурской области
В зону Дальневосточного федерального округа Российской Федерации, где производят выращивание зерновых культур, входит Республика Саха, Приморский, Хабаровский край, Сахалинская, Камчатская и Амурская области.
Общая земельная площадь Дальневосточного федерального округа превышает 690 млн. га. Из всей этой площади сельскохозяйственными угодьями занято 4988,2 тыс. га. На долю Амурской области приходится 2733 тыс. га, что составляет около 55% от всех сельскохозяйственных угодий Дальневосточного федерального округа. Площадь пашни составляет 1567,2тыс. га, из которой 642,9 тыс. га приходится на Амурскую область [87].
Основными производителями зерновых культур в Дальневосточном регионе являются Амурская область, Приморский и Хабаровский края, где сосредоточено около 94% всех посевов данной культуры. Наибольшая площадь, засеваемая зерновыми культурами, приходится на Амурскую область, которая составляет 209,9 тыс. га и Приморский край - 93,5 тыс. га. Основными произрастающими культурами зерновых является пшеница, ячмень, овёс, гречиха. Удельный вес Амурской области в валовом производстве зерновых культур на Дальнем Востоке в 2003 году составил 52% [87]. С учетом природно-экономических условий Амурская область условно поделена на пять зон: южная, центральная, северная, северно-таёжная и горно-таёжная. Основная часть сельскохозяйственной продукции производится в южной зоне. Посевная площадь в хозяйствах южной зоны составляет около 70% от ; всех посевных площадей области, из них под зерновыми культурами в пределах 30%, сои - 40%. Посевная площадь в хозяйствах центральной зоны составляет 20% от всех посевных площадей области, из них зерновые культуры возделывают на площади около 40%, сои - 20%. Посевная площадь северной зоны составляет 10% от всех посевных площадей области, из них зерновые культуры возделывают на площади в пределах 50%, сои - 10%. Сельскохозяйственное производство северно-таёжной и горно-таёжной зон развито слабо. Посевные площади данной зоны составляют около 7 тыс. га. За годы аграрной реформы в Амурской области сложилась многоукладная экономика. В сельском хозяйстве области сформировались две основных категории сельскохозяйственных товаропроизводителей: - сельскохозяйственные предприятия - 315 сельхозпредприятий раз личных форм собственности; — крестьянские (фермерские) хозяйства - 1653 хозяйства. Основными производителями зерна остаются крупные и средние сельскохозяйственные предприятия различных форм собственности. На крупные и средние сельскохозяйственные предприятия различных форм собственности приходится до 83,2% пашни. В крестьянско-фермерских хозяйствах, имеющих до 16,8%) пашни, производится около 15,5% от валового сбора зерна и 15,3% от валового сбора сои. Накопленный в дореформенное время производственный потенциал приходит в упадок, из-за чего большинство сельскохозяйственных предприятий убыточны. При сложившемся техническом обеспечении, когда около 90% технических средств находится за пределами амортизационных сроков, а обновление техники не происходит, увеличение посевных площадей нереально. В создавшейся ситуации наращивать производство зерновых культур можно, главным образом, за счёт повышения их урожайности. Средняя урожайность зерновых культур по Амурской области невысо 15 кая и по годам имеет разброс около 1 т/га между максимальной 1,64 т/га и минимальной урожайностью 0,64 т/га. На рисунке 1.1 представлено изменение урожайности зерновых культур в хозяйствах Амурской области. Из данного рисунка следует, что урожайность зерновых культур по области за последние 16 лет снизилась почти в 2 раза: с 1,64 т/га в 1989 году до 0,84 т/га в 2004 году. Резкое снижение урожайности приходится на период с 1989 по 1992 годы. Далее с 1992 по 2004 годы урожайность зерновых культур находится в пределах от 0,91 до 0,84 т/га. В 2002 году средняя урожайность зерновых культур возросла до 1,51 т/га, а последние два года находилась на уровне 0,81 - 0,84 т/га. Основная причина столь низкой урожайности зерновых культур в Амурской области — это влияние производственно-экономических, сложившихся в период реформирования сельского хозяйства, условий на уборочный процесс. Амурская область характеризуется неустойчивым гидротермическим режимом муссонного климата, коротким безморозным периодом, поздним возвратом холодов весной и ранним понижением температур осенью, неравномерным распределением по периодам вегетации тепла и влаги, резкими колебаниями дневных и ночных температур [3]. Лето обычно тёплое, с умеренной сухой погодой в первой половине и влажной во второй. Средняя температура наиболее тёплого месяца (июня) +24...+26 С. В период с июня по сентябрь выпадает 286...350 мм, что составляет 66...70% от годового количества осадков. По данным Благовещенской метеостанции с 20 июля по 20 августа (рекомендуемый период уборки зерновых культур) выпадает более 300 мм осадков, что составляет около 60% годовой нормы. Наиболее характерная величина количества выпадения осадков в уборочный период находится в пределах до 90 мм, что в основном и характеризует протекание процесса уборки зерновых культур в Амурской области.
Данное обстоятельство приводит к затягиванию сроков уборки зерновых культур, а, следовательно, к необоснованным потерям выращенного урожая.
Так как за весь период уборки зерновых культур существует вероятность выпадения количества осадков в пределах 300 мм, то не исключается вероятность того, что за один рабочий день уборки может выпасть осадков до 90 мм (рис. 1.2). Вероятность выпадения такого максимального количества осадков находится в пределах 0,35 и приходится на вторую декаду августа. В тоже время, согласно графику 1.2, характеризующего распределение вероятностей и максимального количества осадков в период с начала третей декады июля по вторую декаду августа, следует отметить, что на период с 29 июля по 11 августа с вероятностью 0,2 - 0,3 максимальное количество выпавших осадков за уборочный день не превышает 50 мм.
Оптимизация сроков уборки от продолжительности созревания зерновых культур
Технологический процесс уборки зерновых культур по рулонной технологии со сбором отдельно от рулона вымолоченного зерна в процессе прессования состоит из следующих технологических операций (рис.2.2): — скашивание и укладка в валки растительной массы зерновых культур; — прессование уложенной в валки растительной массы зерновых культур со сбором вымолоченного зерна отдельно от рулона; — транспортировка рулонов и вымолоченного зерна из рулона; — обмолот рулонов; — сепарация зерна полученного в процессе обмолота и прессования рулона; — обработка зерна и незерновой части урожая. Преимуществом данной технологии по сравнению с аналогичной, где вымолоченное зерно в процессе прессования подаётся обратно в формирующийся рулон, является то, что при прессовании растительной массы зерновых культур происходит сбор вымолоченного зерна отдельно от рулона. Данное зерно, собранное в процессе прессования, имеет посевные, и хлебопекарные показатели качества выше, чем у невымолоченного зерна из рулона, что обеспечивает дополнительный доход от убранного урожая. Планируемый доход от уборки зерна зерновых культур зависит от выбора способа уборки. При выборе способа уборки зерновых культур необходимо учитывать производственные, агротехнические и природно-климатические условия. Исходя из этих условий, с целью снижения потерь зерна в процессе уборки зерновых культур, целесообразным считается применение в сочетании различных способов уборки. При рациональном сочетании комбайнового способа уборки зерновых культур с рулонной технологией возможно сокращение потерь убираемого урожая за счёт проведения уборочного процесса в оптимальные агротехнические сроки. Анализ составляющих функционирования технологического процесса уборки зерновых культур урожая указывает на необходимость решения научной проблемы, заключающейся в получении современной информации о закономерностях изменения всхожести, содержания клейковины и урожайности зерна в процессе созревания зерновых культур на корню позволяющих оптимизировать сроки и продолжительность проведения уборочных работ с учетом зональных условий Амурской области. Определение эффективных методов технологического и технического обеспечения механизированного процесса уборки зерновых культур за счёт рационального сочетания комбайновой совместно с рулонной технологией, что обеспечит проведение уборки в оптимальные сроки. Совершенствование технических средств, применяемых на уборке зерновых культур по рулонной технологии, позволит повысить качество выполнения технологических процессов прессования и разматывания рулонов. При разрешении данной научной проблемы возможно сокращение потерь зерна в процессе уборки зерновых культур до минимального уровня и повышение эффективности использования уборочной техники. Для решения сформулированной проблемы в качестве методологического исследования применён системный подход при разработке решений технологического и технического обеспечения уборки зерновых культур, которыми предусматривалось решение следующих задач: - выбор технологии и технических средств уборки зерновых культур, включающих в себя проведение комбайновой совместно с рулонной техноло гией, учитывающих зональные условия; . — выполнение процесса уборки зерновых культур в оптимальные агротехнические сроки с минимальными потерями и высоким качеством зерна; — совершенствование технических средств, которые применяются для уборки зерновых культур по рулонной технологии. В качестве рабочей гипотезы, для решения сформулированной проблемы, суть которой состоит в качественной и своевременной уборке, явилось предположение о том, что в период созревания зерновых культур на корню происходят изменения всхожести, содержания клейковины и массы зерна убираемой культуры, которые приводят к потерям выращенного урожая в процессе уборки. Выявление закономерностей изменения этих показателей позволит оптимизировать сроки проведения уборочных работ и принять правильное решение по технологическому и техническому обеспечению процесса уборки зерновых культур. Технологическое и техническое обеспечение механизированного процесса уборки зерновых культур предлагается путем рационального сочетания комбайнового способа уборки совместно с рулонной технологией, которое позволит сократить потери убираемого зерна.
Совершенствование технических средств, применяемых в технологическом процессе уборки зерновых культур по рулонной технологии, позволит обеспечить необходимые условия проведения механизированных работ с минимальными потерями и высоким качеством получаемого зерна. Выбор технологического и технического обеспечения уборки зерновых культур, в том числе и техническими средствами применяемых на уборке зерновых культур по рулонной технологии, возможно, выявить в результате только системных исследований. Раскрытие основных положений принятой гипотезы осуществляется теоретическим и экспериментальным путем в соответствии с поставленной целью и задачами исследования.
Экспериментальное оборудование, приборы и аппаратура
Для проведения экспериментальных исследований использовались известные методические положения, рекомендации, государственные и отраслевые стандарты [49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 138, 156, 157]. Критериями оценки работы переоборудованного рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов для рулонной технологии уборки зерновых культур после усовершенствования явилась оценка их работоспособности, качественных показателей, энергоёмкости процессов, выявленных в результате установки дополнительного оборудования, и экономическая оценка работы данных машин. При исследовании изменения всхожести, энергии прорастания, массы 1000 зёрен, содержания клейковины зерна в зависимости от продолжительности созревания с момента начала восковой спелости у хлебостоя пшеницы брались с поля пробы через сутки. Выбор мест для взятия проб определялся методом рандомизации, т.е. брались по 4 пробы в равноудалённых друг от друга местах поля. Отбор проб производился с площади, ограниченной рамкой размером 1x1 м. При взятии проб с поля одновременно определялось количественное соотношение зерна соответствующему состоянию его спелости. Определение всхожести, энергии прорастания, массы 1000 зёрен, содержания клейковины зерна производилось через три месяца после взятия проб. Анализ метеорологических условий в период уборки производился на основе исходных данных по количеству выпавших осадков, относительной влажности и температуры окружающей среды за каждый год областной агрометеорологической станции. На основании полученных многолетних данных по количеству выпавших осадков, относительной влажности и температуры окружающей среды определялся гидростатический коэффициент, который обрабатывался в соответствии с положениями математической статистики и теории вероятности. При проведением исследований по оценке показателей работы переоборудованного рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов для уборки зерновых культур по рулонной технологии проводились исследования условий, при которых исследовались данные машины. Работоспособность и агротехническая оценка переоборудованного рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов для уборки зерновых культур по рулонной технологии на уборке пшеницы после их усовершенствования производилась в соответствии с ОСТ 10.8.1-99 [138] и методикой полевого опыта. Для определения дополнительных затрат на дополнительное оборудование, установленное на переоборудованный рулонный пресс-подборщик и размотчик рулонов для уборки зерновых культур по рулонной технологии, производилось определение необходимых затрат мощности на привод данного оборудования. Энергетические показатели на привод рабочих органов, дополнительно установленных на переоборудованный рулонный пресс- подборщик и размотчик рулонов для уборки зерновых культур по рулонной технологии, производилось при помощи ваттметра. Для определения качества зерна, получаемого при рулонной технологии уборки пшеницы, определялась всхожесть зерна, энергия прорастания, содержание клейковины в зерне, как вымолоченного зерна в процессе прессования, так и хранящегося в рулонах по общепринятым методикам. Количество и продолжительность опытов принималось в соответствии с условием получения необходимого объёма информации, удовлетворяющего заданному значению надёжности 0,95 и ошибки исследования 5%. Повторность опытов принималась трёхкратной. Экономическая оценка применяемых переоборудованного рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов для уборки зерновых культур по рулонной технологии после их усовершенствования производилась на основе общепринятой методики [59, 60]. Экономический эффект определялся с учётом сокращения потерь при уборке пшеницы и затрат, полученных в результате экспериментальных исследований, путём сопоставления по базовому (существующим затратам) и экспериментальному вариантам.
В процессе созревания зерновых культур в зерне протекают биологические процессы, сопровождающиеся изменением всхожести, содержания клейковины и массы 1000 зерен. Зависимость изменения всхожести, содержания клейковины и массы 1000 зерен от продолжительности созревания убираемой культуры на корню позволяет определить оптимальные сроки уборки. Поэтому, исходя из этого условия, задача экспериментальных исследований предусматривала исследовать взаимосвязь процесса созревания на корню зерна пшеницы сорт «Амурская 90» с изменениями всхожести, содержанием клейковины и массы 1000 зерен.
Продолжительность созревания зерна на корню от восковой до полной фазы спелости считается характерным периодом уборки зерновых культур. В данный период времени происходит максимальное накопление биологического урожая зерна, после чего наступает его снижение под действием внешних факторов. Наибольший биологический урожай зерна наступает при достижении им фазы восковой спелости, что является периодом начала раздельного способа уборки зерновых культур. При дальнейшем созревании зерновых культур на корню, а также скошенных в валки после достижения ими фазы восковой спелости происходит испарение влаги из зерна, которое зависит от внешних факторов окружающей среды [109].
Влияние процесса созревания на всхожесть, содержание клейковины и массу зерна пшеницы
Уборка зерновых культур является наиболее сложным периодом во всём технологическом процессе воспроизводства зерна. Основными факторами, влияющими на качество проведения уборочного процесса, являются метеорологические и производственные условия. К производственным условиям влияющим на качественное проведение уборки зерновых культур относится дефицит зерноуборочной техники, трудовых ресурсов, и отсутствие возможности приобретения данной техники, из-за сложившегося диспаритет цен на выращиваемую сельскохозяйственную продукцию.
Уборка зерновых культур по рулонной технологии известной сеноубо рочной техникой является перспективным направлением в разрешении дан ной задачи. В качестве уборочной техники применяемой на уборке зерновых культур по рулонной технологии предлагается использовать сеноуборочную технику. Для применения сеноуборочной техники на уборке зерновых куль тур необходимо их усовершенствование и проверка работоспособности в производственных условиях. і С целью проверки результатов проведенных исследований в производственных условиях, а также определения технико-экономических показателей работы усовершенствованных переоборудованного рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов, на уборке зерновых культур по рулонной технологии были проведены производственные испытания. Производственные испытания экспериментальных образцов рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов на уборке пшеницы сорта «Амурская 90» по рулонной технологии (рис. 5.1 и 5.2) проводились в СПК «Мир-ный» Завитинского района и СПК «Троицкое» Ивановского района Амурской области. Условия проведения испытаний экспериментального образца рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов приведены в приложении 2. При испытаниях проверялись работоспособность и агротехнические показатели работы экспериментальных образцов переоборудованного рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов на уборке пшеницы. Агротехнические показатели (производительность, потери зерна, вымолот зерна из колоса при прессовании растительной массы пшеницы) определились по общепринятой и ранее изложенной методике. Режимы работы опытных образцов рулонного пресс-подборщика и размотчика рулонов производились на основании полученных расчётных зависимостей. Производственная проверка экспериментального образца рулонного пресс-подборщика при прессовании растительной массы пшеницы сорта «Амурская 90» показала удовлетворительную работу. Потери зерна после прохода экспериментального образца рулонного пресс-подборщика при прессовании растительной массы пшеницы не превышают допустимых агротехнических требований и находятся в пределах 1,4%. Техническая характеристика экспериментального образца рулонного пресс-подборщика, оборудованного бункером для сбора вымолачиваемого зерна из рулона, при формировании рулона из растительной массы пшеницы приведена в таблице 5.1. По результатам исследований работы экспериментального образца рулонного пресс-подборщика на уборке зерновых культур по рулонной технологии была построена номограмма (рис.5.3). Данная номограмма позволяет определить вымолот зерна, объём бункера и количество транспортных средств для перевозки вымолоченного зерна из бункера установленного на экспериментальном образце рулонного пресс-подборщика на расстояние (LT) к месту хранения с учётом урожайности зерна (U3), длины поля (LG) и скорости движения агрегата (Varp) при прессовании пшеницы. Последовательность пользования номограммой показана на рисунке 5.3 стрелкой. Исходя из средней урожайности зерновых культур, количества зерна вымолачиваемого из рулона при его формировании и средней длины гона полей в хозяйстве, предлагается определение объёма бункера устанавливаемого на рулонный пресс-подборщик. При заданной плотности прессования и объёме бункера, установленного на рулонном пресс-подборщике, по данной номограмме возможно определить потребное количество транспортных средств, транспортирующих зерно от рулонного пресс-подборщика, оборудованного бункером для сбора зерна, вымолачиваемого из рулона при прессовании растительной массы зерновых культур.
Производственная проверка экспериментального образца размотчика рулонов при разборе рулона, сформированного из растительной массы пшеницы сорта «Амурская 90», показала удовлетворительную работу. В результате установки механизма по удалению обвязывающей нити рулона на внешней стороне клапана и направляющих дуг на внутренней стороне клапана размотчика рулонов увеличилась его производительность при разборке рулона данным размотчиком рулонов.
