WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Наилучший очес происходит при прохождении гребенкой положения, близкого к горизонтальному. В этом случае скорость очеса направлена вдоль стебля и колосу сообщается вертикальное движение вверх.

При повороте барабана вокруг своей оси нормальный очес будет происходить до тех пор, пока стебель не начнет скользить вдоль поверхности гребенки. Очес при дальнейшем повороте может привести к наматыванию стебельной массы на барабан и его забиванию, а выделенное при этом зерно является источником дополнительных потерь. Следовательно, угол окончания очеса определяется из условия

. (6)

Зная угол начала и конца очеса, а так же величину зоны расположения колосьев, можно определить рабочий радиус барабана (рис. 3), необходимый для того, чтобы весь очесанный ворох подавался пальцами гребенок в наклонную камеру:

, (7)

где Н – ширина зоны расположения колосьев.

Отсюда следует, что определяющими факторами при выборе диаметра очесывающего барабана являются величина зоны расположения колосьев по высоте, угол начала и конца очеса.

Одним из основных параметров очесывающего барабана является рабочая длина гребенки, а именно та часть, которая непосредственно участвует в очесе колосьев. Определим длину гребенки при условии очеса стеблей без их сжатия, то есть в свободном положении, как они находятся на поверхности поля. Гребенка при работе совершает сложное движение. Для определения рабочей длины гребенки рассмотрим отдельно ее простейшие движения: поступательное и вращательное. Общая рабочая длина гребенки, участвующая в очесе за один оборот барабана:

. (8)

Зная рабочую длину гребенки и путь, пройденный машиной за время работы одной гребенки, можно определить необходимое количество гребенок на барабане:

, (9)

где - количество прочесов, необходимых для полного обрыва колосьев, которое для каждой зерновой культуры определяются экспериментально.

Количество стеблей, проходящих в единицу времени через зазор между пальцами гребенки, при прочих равных условиях, зависит от ширины очесывающей гребенки (рис. 4). Если принять густоту стеблестоя постоянной, то ширина очесывающей гребенки определится из выражения

, (10)

где Q – количество стеблей, обмолачиваемых за рабочий ход; - зазор между очесывающими пальцами, м; Р – густота стеблестоя, шт./м2.

Рис. 4. К определению ширины очесывающей гребенки

Исходя из условия, что за рабочий ход каждая гребенка очесывает одно растение, и задаваясь величиной зазора и другими параметрами, по формуле (10) определяем ширину гребенки.

Длина заостренной части гребенки, предназначенной для плавного входа в стеблестой:

, (11)

где - угол заострения гребенки.

Следовательно, общая длина очесывающей гребенки

;

внешний и внутренний радиусы барабана соответственно определяем из выражений

. (12)

Глубина погружения барабана в стеблестой будет равна (рис. 3)

. (13)

Для определения рациональных режимов работы очесывающего модуля устанавливаемого на универсальную жатку-хедер, и его установочных регулировок рассмотрим движение гребенок барабана (рис. 5.а).

Вход стеблей между пальцами гребенки происходит в зоне АВСD, которая определяется длиной гребенки. Причем в точке А горизонтальная составляющая Vx абсолютной скорости гребенки равна нулю:

(14)

откуда ;. (15)

Рис. 5. Траектория движения очесывающей гребенки: а - работа очесывающего барабана; б - определение угла защемления

Для предотвращения выскальзывания колосьев из пальцев гребенки необходимо ось барабана устанавливать так, чтобы точка А находилась над режущим аппаратом на уровне высоты стеблей Нст:

;

,

где hср – высота среза стеблей жаткой, м.

В условиях зоны для регулировки жаток на минимальные потери при уборке хлебов установочную высоту среза (hср) в зависимости от средней высоты стеблестоя (Hср) выбирают по соотношению

hср= (0,18 – 0,25)Hст= 0,2Hст,

высота установки оси барабана над режущим аппаратом будет

. (16)

Для очеса ярусных хлебов Lmin>R. Тогда

.

Учитывая, что пальцы гребенки должны захватывать все стебли по ходу движения, а очесанный колос длиной (lк) не должен выпадать из нее, находим, что длина пальцев гребенки lп >2/3lк, а величина 0,1 – 0,2; при числе рядов гребенок равном 6 получим:

R (0,9 – 1,0)Hmin 0,35…0,40 м.

Принимаем R=0,350 – 0,375 м, lп =0,06 – 0,08 м.

Для обеспечения указанных режимов работы необходимо, чтобы окружная скорость гребенок составляла 10 – 15 м/с.

Для очеса колоса необходимо, чтобы стебель не выскальзывал из раствора между пальцами. Для этого угол защемления должен быть меньше или равен сумме углов трения стебля (цилиндрического сечения) о кромки пальцев:

,

где и - углы между силами трения F1 и F2 и силами нормального давления P1 и P2 стеблей о кромки пальцев (рис. 5.б).

Для зерновых культур минимальная величина должна быть меньше 200. С другой стороны, чтобы отделенный от стебля колос не выпадал из раствора между пальцами необходимо, чтобы длина пальца (lп) была не меньше средней длины колосьев в убираемой культуре.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» изложены программа, методика, условия проведения экспериментов, приведены методы измерения и обработки результатов опытов.

В ходе проведения экспериментальных исследований предусматривалось:

- определить условия проведения экспериментальных исследований;

- провести исследования технологического процесса очеса зерновых на экспериментальной лабораторной установке;

- определить параметры рабочих органов и режимы работы приспособления для образования стерневых кулис;

- провести полевые испытания жатки-хедера с приспособлением для образования стерневых кулис методом очеса при прямом комбайнировании.

Общая программа и методика исследований разработаны на основе методик испытаний валковых жаток и зерноуборочных комбайнов, а также ГОСТов и ОСТов. Для решения задач была изготовлена экспериментальная лабораторная установка для исследования процесса очеса растений на корню. При определении условий проведения экспериментальных исследований в качестве основных элементов оценки были выбраны:

- характеристика зерновых культур (урожайность, густота, высота растений и др.);

- метеорологические условия (температура, относительная влажность воздуха, осадки и др.);

- характеристика поля (рельеф, микрорельеф и др.).

Агротехническая оценка универсальной жатвенной машины проводилась для определения показателей качества очеса колосьев и образования стерневых кулис при прямом комбайнировании. Для полного учета варьирования показателей испытания проводились в течение всего периода уборки на одном из выбранных полей.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» представлены основные результаты лабораторных и полевых экспериментов, в том числе влияние основных конструктивных параметров и режимов работы очесывающего приспособления на качественные показатели технологического процесса уборки зерновых культур с образованием стерневых кулис.

Выбор рациональной высоты установки рабочих органов для очеса массы необходимо проводить, исходя из недопущения потерь зерна неочесанным колосом и агротехнических допусков на величину потерь зерна при прямом комбайнировании. Для районированных сортов зерновых культур величина корреляционного отношения () между высотой среза (hср) и величиной потерь несрезанным колосом явно больше коэффициента корреляции (r):

(0,92…0,97)r=(0,65…0,67), (19)

Анализ полученных материалов показывает, что при снижении полеглости сокращаются потери за данным приспособлением, потери свободным зерном не превышают 0,6 – 0,8%.

Лабораторные исследования проведены в соответствии с методикой. Определяли характер движения конца стебля при очесе колосьев и условия, при которых происходит их отрыв, степень очеса при одноразовом проходе гребенок, а также зависимость изменения усилий, возникающих на пальцах гребенки, от величины зазора между пальцами и скорости гребенки.

Таблица 1 - Зависимость степени очеса от величины зазора

и скорости движения гребенок, %

Зазор между пальцами гребенки, мм

Пшеница Омская 18

Пшеница Омская 24

Скорости гребенки, м/с

10,5

14,0

10,5

14,0

3

5

6

7

8

78

64

46

-

37

96

75

65

-

50

88

74

-

45

-

99

82

-

65

-

Испытания показали (табл. 1), что с уменьшением зазора вдвое степень очеса увеличивается в два раза. Это объясняется тем, что очес колосовых культур при величине зазора меньше, чем диаметр колоса, приводит к отрыву колоса. Увеличение скорости движения гребенки также повышает степень очеса растений и при скорости 10,0…15,0 м/с происходит практически полный очес всех культур, что вполне согласуется с результатами теоретических исследований очеса колосьев.

Исследование влияния конструктивных параметров пальцев очесывающих гребенок и угловой скорости барабана на процесс очеса зерновых проводилось на лабораторной установке, где была предусмотрена регулировка положения барабана по высоте и углу наклона пальцев.

С учетом полученных зависимостей в процессе экспериментов производился выбор параметров и режимов работы приспособления для образования стерневых кулис методом очеса. Лучшие результаты получены при шести рядах очесывающих гребенок с пальцами, отогнутыми назад по ходу вращения под углом п=-150. Длина пальцев у очесывающего барабана l =80 мм.

В технологических схемах таких приспособлений, как было показано при теоретических исследованиях, большое значение имеет геометрическая форма передней стенки, которая зависит от угла попадания колоса на поверхность. Исследованиями доказано, что наибольшая дальность полета отраженного колоса обеспечивается при углах падения =40…700.

Геометрическая форма сменных передних стенок определялась при углах падения 1=400, 2=500, 3=600, 4=700 (рис. 6). Расстояние от передней стенки до концов пальцев барабана равнялось 0,15 м. Угловая скорость барабана =40 с-1 скорость транспортера с закрепленными на нем стеблями V=1,5 м/с, глубина погружения h=0,45 м.

Рис. 6. К определению геометрической формы передней стенки:

1 – подающий транспортер; 2 – очесывающий барабан; 3 – растения;

4 - сборник колосьев; 5 – передняя стенка

Результаты исследований представлены на рис. 7. Из графика следует, что наименьшие потери зерна осыпью были при геометрической форме передней стенки, полученной при угле падения 2=500.

В дальнейшем при построении геометрической формы передней стенки угол падения выбирали в пределах =50…600.

Рис. 7. Зависимость потерь зерна от угла падения ()

Исследования влияния глубины погружения приспособления на потери зерна проводились при постоянной угловой скорости очесывающего барабана =40 с-1 и поступательной скорости машины VМ= 1,5 м/с. Глубина погружения изменялась в пределах от 0,15 до 0,55 м.

а б

а – с четырьмя гребенками; б – с шестью гребенками

Рис. 8. Зависимость изменения потерь зерна от глубины

погружения в стеблестой очесывающего барабана:

1 – потери свободным зерном; 2 – потери срезанным колосом;

3 - потери неочесанным колосом

Результаты исследований показывают (рис. 8), что потери зерна неочесом в большей степени зависят от глубины погружения. Так, при изменении глубины погружения от 0,15 до 0,45 м потери зерна за приспособлением уменьшились от 6,0 до 1,0 %.

Анализ полученных зависимостей показал, что рабочий диапазон изменения глубины погружения барабана составляет 0,2…0,3 м, при котором общие потери зерна находятся в пределах 1,0 %.

При исследовании влияния подачи на качественные показатели неизменными оставались угловая скорость барабана =40 с-1, глубина погружения барабана в стеблестой h=0,45 м, поступательная же скорость машины изменялась от 0,3 до 2,5 м/с. Зависимость общих потерь зерна от приведенной подачи (на 1 м ширины захвата) показана на рис. 10, из которого следует, что общие потери зерна уменьшаются до 1,0% при увеличении подачи от 0,5 до 2,0 кг/с. При дальнейшем увеличении подачи потери зерна остаются практически на одном уровне.

Рис. 9. Зависимость изменения общих потерь зерна

от приведенной подачи очесывающего барабана:

1 – с четырьмя гребенками; 2 – с шестью гребенками

Таким образом, очесывающий барабан с шестью гребенками имеет лучшие качественные показатели при подачах от 1,6 до 3,2 кг/с и изменении поступательной скорости машины в диапазоне 0,8…2,0 м/с.

При сравнительной оценке работы жатвенных машин одной из ключевых задач является оценка качества выполнения заданного технологического процесса. В результате уборки пшеницы прямым комбайнированием универсальной жатвенной машиной эффективность образования стерневых кулис очесывающим приспособлением составила 95 %.

В пятой главе «Экономическая эффективность исследований» описана методика определения эффективности, приведены исходные данные и результаты расчетов.

Экономический эффект по новой машине получен за счет повышения производительности труда, снижения эксплуатационных затрат, капиталовложений по сравнению с базовым вариантом. Цены на сельскохозяйственную технику, горюче-смазочные материалы приведены на период лета 2006 года. Сменная и эксплуатационная производительность нового и базового агрегатов на операции очеса зерновых культур получена на основе производственных испытаний.

Годовой экономический эффект от применения одного приспособления для образования стерневых кулис в пересчете на среднее хозяйство Северного Казахстана, где под зерновые культуры занято около 10 тыс. га, составляет 41,1 тыс. рублей при сроке окупаемости 0,91 года.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Pages:     | 1 || 3 |






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