WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

МОИСЕЕНКО Олег Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ

РАБОТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СТЕРНЕВЫХ КУЛИС

Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Челябинск – 2008

Работа выполнена на кафедре «Уборочные машины» ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Косилов Николай Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Окунев Геннадий Андреевич

кандидат технических наук, профессор

Архипов Александр Степанович

Ведущая организация:

Челябинский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (ЧНИИСХ)

Защита состоится «18» июня 2008 года, в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет» по адресу: 484080, г. Челябинск, пр. им. Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного агроинженерного университета.

Автореферат разослан «16» мая 2008 г. и размещен на официальном сайте ФГОУ ВПО «ЧГАУ» http://www.csau.ru.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Басарыгина Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Восстановление плодородия почв Северного Казахстана – одна из ключевых задач в земледелии. Изыскание технологических процессов, технических средств и комплексов машин, обеспечивающих наиболее эффективное использование материальных и трудовых ресурсов в различные по условиям годы, является одним из основных вопросов в области уборки зерновых культур.

На основании анализа различных технологических схем уборки определено, что в условиях Северного Казахстана, наряду с применением и совершенствованием существующей технологии комбайновой уборки, перспективными являются технологические схемы уборки зерновых культур с образованием стерневых кулис методом очеса колосьев, в которых отделение колосовой части растений происходит непосредственно на жатке. В этой связи актуальным является исследование конструктивных параметров и режимов работы приспособления для образования стерневых кулис методом очеса колосьев, которые повышать производительность уборочного процесса, защищать почву от ветровой эрозии.

Для выбора и обоснования жатвенных агрегатов, их параметров и режимов работы, разработки рабочих органов необходимо учитывать производственные условия работы машин, в частности ярусность зерновых культур.

В данной работе рассмотрены вопросы образования стерневых кулис методом очеса колосьев при различной высоте стеблестоя.

Исследования проводились в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации 01.02 «Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на период до 2015 г.»; 02. «Разработать новое поколение экологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции», а также планом НИР ЧГАУ на 2003 - 2008 гг.

Цель работы. Повышение эффективности уборочного процесса за счет применения приспособления для образования стерневых кулис методом очеса колосьев при прямом комбайнировании.

Задачи исследования

1. Разработать методику, позволяющую исследовать технологический процесс очеса колосьев зерновых культур приспособлением для образования стерневых кулис.

2. Установить взаимосвязи основных параметров и режимов работы очесывающего барабана при различном состоянии стеблестоя зерновых культур.

3. Оценить в производственных условиях качество очеса колосьев и образование стерневых кулис универсальной жатвенной машиной при прямом комбайнировании.

Объект исследования. Технологический процесс уборки зерновых культур с одновременным образованием стерневых кулис.

Предмет исследования. Взаимосвязь основных параметров и режимов работы приспособления для образования стерневых кулис методом очеса колосьев.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

- установлена взаимосвязь между радиусом очесывающего барабана и шириной зоны расположения колосьев;

- получено аналитическое выражение, позволяющее определить оптимальную глубину погружения барабана в стеблестой;

- разработана методика, позволяющая исследовать технологический процесс очеса колосьев зерновых культур для выявления основных конструктивно-кинематических параметров приспособления для образования стерневых кулис.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов.

Определены исходные требования к приспособлению для образования стерневых кулис методом очеса колосьев при прямом комбайнировании. Разработаны рекомендации для обеспечения очеса колосьев с минимальным выделением свободного зерна.

Производственная проверка приспособления для образования стерневых кулис проведена на экспериментальном образце жатки (на базе ЖКН-5) для прямого комбайнирования в КХ «Чурсинов Е.В.», КХ «Бугрей Б.Б.» Костанайской области.

Результаты исследований используются в учебном процессе Костанайского инженерно-экономического университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были изложены на научно-технических конференциях КИнЭУ (г. Костанай, 2005, 2006 гг.), ЧГАУ (г. Челябинск, 2004, 2007, 2008 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 8 научных статей, получено положительное решение на полезную модель (заявка № 2007145897 РФ).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 23 таблицы и 7 приложений. Список литературы включает в себя 122 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, показана ее научная и практическая значимость, дана общая характеристика выполненных исследований, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Аналитический обзор и задачи исследова­ния» проведен анализ существующих технологий и способов формиро­вания стерневых кулис с учетом современных положений интенсификации сель­скохозяйственного производства.

Приводятся результаты аналитического обзора научно-исследовательских работ, по­священных проблеме повышения эффективности использования земли, роста ее потенциального плодородия, в том числе за счет использования незерновой части урожая для снегозадержания, исключения ветровой эрозии и потерь гумуса.

Вопросы обоснования технологических схем работы и параметров очесывающих устройств, обеспечивающих образование стерневых кулис, представлены в работах А.И.Бараева, А.Н.Важенина, П.А.Шабанова, Я.М.Жука, В.Т.Селихова, В.Г.Ткаченко, Н.И.Коси-лова, Н.В.Филатова, П.И.Чуксина, А.И.Русанова и др.

Анализ характеристики стеблестоев в различные по урожайности годы показывает, что для районированных сортов зерновых культур, характерна значительная ярусность.

Использование технологии прямой уборки с образованием стерневых кулис способствует накоплению влаги в зимний период без операции снегозадержания. Для обоснованного выбора технологических процессов уборки зерновых культур, определения режимов работы приспособления для образования стерневых кулис необходимо учитывать особенности уборки зерновых, характеристику районированных сортов.

Для обоснования параметров приспособления для образования стерневых кулис методом очеса колосьев необходимо знать закономерности изменения жесткости стеблей районированных сортов зерновых, параметры стеблей и колоса.

В условиях Северного Казахстана на почвах, подверженных ветровой эрозии, эффективной является технология уборки колосовой части растений с одновременным образованием стерневых кулис. Важнейшим элементом уборки колосовой части растений является жатвенная машина, которая должна обеспечивать уборку колосовой части растений и работу жатки напрямую, без образования стерневых кулис. Следовательно, жатка должна иметь параметры, удовлетворяющие как требованиям уборки зерновых культур, так и требованиям классической комбайновой технологии прямой уборки. Однако параметры и режимы работы приспособления для образования стерневых кулис методом очеса колосьев при различном состоянии стеблестоя зерновых культур в настоящее время не установлены, что определило цель и задачи данной работы.

Вторая глава «Теоретические исследования» посвящена исследованию процесса очеса колосьев, теоретическому обосно­ванию параметров и режимов работы приспособления для образования стерневых кулис.

На рис. 1 представлена жатка-хедер с приспособлением для образования стерневых кулис, на рис. 2 – очесывающий модуль.

Рис. 1. Жатка-хедер с приспособлением для образования

стерневых кулис (вид сверху)

Рис. 2. Очесывающий модуль (вид сбоку)

В качестве копирующей платформы использована жатка для прямого комбайнирования, содержащая корпус жатки 6, проставку 7 для навешивания приспособления на наклонную камеру комбайна, опорные башмаки 11, делители растительной массы 1, шнек 5, мотовило 3 и режущий аппарат 2, закрытый защитным щитком 13 в месте расположения очесывающего модуля 4, шарнирно закрепленного на опоре 12 в средней части корпуса жатки 6 нижней частью, а верхней частью соединенного с помощью регулируемых тяг 9 с задней стенкой корпуса жатки. Очесывающий модуль 4 включает в себя кожух 8, расположенный в нем очесывающий барабан 14 и регулируемый щиток 10.

Предлагаемое приспособление для образования стерневых кулис методом очеса колосьев при прямом комбайнировании работает следующим образом.

При движении агрегата по полю мотовило 3 захватывает растение и подводит его к режущему аппарату 2; после среза часть растений попадает на шнек 5, а часть растений в районе очесывающего модуля попадает на очесывающий барабан 14, где они захватываются очесывающими гребенками, оторванные колосья также попадают на шнек 5, где растительная масса сдвигается к центру жатки и попадает сначала в проставку 7, затем в наклонную камеру комбайна. Так как режущий аппарат 2 закрыт защитным щитком 13 в районе очесывающего модуля, стеблестой остается несрезанным. Таким образом, на поле образуются стерневые кулисы.

Технологический процесс уборки зерновых состоит из ряда последовательных или совмещенных операций, на каждую из которых дается определенный допуск по величине потерь зерна (i), выражаемый в процентах от урожая (Gз). Возможно некоторое перераспределение потерь зерна между отдельными операциями технологического процесса, например, в целях повышения производительности, при условии соблюдения агротехнического допуска (Т):

.

Это положение принято за основу при выборе параметров приспособления для уборки колосовой части растений и образования стерневых кулис универсальной жатвенной машиной.

Одной из основных задач при очесе на корню является отрывание колосьев при их минимальной деформации. Выполнение данного условия зависит от конструктивных параметров, кинематического режима работы приспособления для образования стерневых кулис методом очеса и физико-механических свойств растений.

При исследовании очеса зерновых культур получено уравнение движения стебля под действием очесывающей гребенки:

. (1)

Исследуем с помощью уравнения (1) движение свободного конца стебля. Принимаем, что очес начинается с середины стебля, то есть ; конец стебля отклонен от вертикали в начальный момент: и. Тогда из уравнения (1)

. (2)

Излом стебля может происходить, если изгибающий момент М, возникающий в некоторой точке стебля при его движении, больше некоторого критического момента Мкр:.

, (3)

где y(x,t) – уравнение движения стебля.

Решив уравнение (3), получаем

. (4)

Таким образом, колос отрывается при очесе, если значение изгибающего момента больше критического момента.

Из приведенного анализа следует, что растения с жестким стеблем подвержены излому и отрыву колоса и при скорости очеса 10…15 м/с их прочностные характеристики обеспечивают нормальный технологический процесс.

Очесывающий барабан является основным рабочим органом при очесе зерновых культур на корню. Поток очесанного вороха после барабана должен быть сформирован компактным и с заданным оптимальным направлением движения вверх. Эти условия можно обеспечить, если конструктивные и кинематические параметры очесывающего барабана связать с геометрическими характеристиками стеблестоя.

Очес начинается с момента прекращения скольжения стеблей вдоль поверхности пальца, а это произойдет при наличии сил трения, когда равнодействующая сила будет направлена к нормали поверхности пальца под углом, меньшим угла трения (рис. 3):

, (5)

где - угол динамического трения стеблей о поверхность пальца;

- угол отклонения стеблей от вертикали.

Рис. 3. К определению диаметра барабана и длины

очесывающих гребенок

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»