автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и режимов работы порционной жатки с устройством образования кулис

На правах рукописи

^^-

Глушков Иван Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПОРЦИОННОЙ ЖАТКИ С УСТРОЙСТВОМ ОБРАЗОВАНИЯ КУЛИС

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

005542976

Оренбург-2013

005542976

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ).

Научный руководитель Константинов Михаил Маерович,

почётный работник ВПО РФ, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Официальные оппоненты: Окунев Геннадий Андреевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия», кафедра эксплуатации машинно-тракторного парка;

Морозов Евгений Юрьевич,

кандидат технических наук, доцент, ООО «Диагностика-эксперт»

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Самарская государственная

сельскохозяйственная академия»

Запита диссертации состоится 25 декабря 2013 г. в 12.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.051.02 при ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» по адресу: 460014, г. Оренбург, ул. Коваленко, д. 4 (корпус № З ОГАУ, инженерный факультет), ауд. 500.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского государственного аграрного университета. Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» http://www.orensau.ru и на сайте Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки Минобразования и науки РФ http://www.vak. ed.gov.ru.

Автореферат разослан 23 ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Уборка урожая — завершающий и важный этап работ по возделыванию зерновых культур. Это сложный и энергоемкий процесс, на который приходится до 70% всех трудовых затрат, связанных с производством зерна. Часто сроки уборочных работ превышают сроки, установленные агротехническими требованиями. Это приводит к перезреванию зерна и, как следствие, к повышению потерь. Сведение потерь к минимуму позволяет получить прибавку урожая от 20 до 30%.

В соответствии с концепцией развития механизации сельского хозяйства на ближайшие 10-15 лет целесообразно разрабатывать уборочные машины, позволяющие сократить потери зерна, уменьшить расход топлива и уплотнение почвы, повысить производительность. В связи с этим выпускаются и используются высокопроизводительные комбайны. Однако производительность этих машин при их производственной эксплуатации возрастает непропорционально пропускной способности. В результате чего сроки уборки идут низкими темпами и себестоимость производства зерна фактически не снижается.

Данные проблемы могут быть решены за счет раздельной уборки - скашивания хлебной массы в валки (применение валковых жаток), дозревания и подбора с обмолотом. Существующие валковые жатки не обеспечивают полную загрузку молотилки комбайнов, формируют валки низкого качества, а потери зерна при работе данных жаток часто превышают допустимые, поэтому вопрос создания жатки, формирующей валки оптимальной мощности независимо от урожайности и при этом не допускающей превышения уровня потерь, установленных ГОСТом, является актуальным.

Цель работы. Обосновать конструктивно-технологические параметры и режимы работы порционной жатки с устройством образования кулис.

Объект исследования. Технологический процесс функционирования порционной жатки с устройством образования кулис.

Предмет исследования. Закономерности, характеризующие функционирование порционной жатки с устройством образования кулис во время уборочного процесса.

Методика исследований. Теоретические Исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики, математики и аналитической геометрии. Экспериментальные исследования проводились в полевых условиях в соответствии с общепринятыми методиками и действующими ГОСТами. При проведении экспериментальных исследований применялась теория планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием методов математической статистики и компьютерных программ Microsoft Excel, Statistica 6.1.

Научная новизна. Обоснованы закономерности изменения потерь зерна за порционной жаткой в зависимости от основных режимно-конструктивных

параметров, определены параметры транспортера и устройства для образования кулис. Установлена зависимость, позволяющая определять оптимальную долю площади поля под кулисы с учетом высоты и густоты стеблестоя.

Практическая значимость работы. Разработана конструкция порционной жатки (патент РФ на изобретение № 2493685). Обоснованы оптимальные режимы порционной жатки (скорость транспортера, рабочая скорость жатки, окружная скорость планки мотовила), исключающие превышение допустимых потерь зерна. Изготовлена порционная жатка с устройством образования кулис, позволяющая обеспечивать увеличение накопления снега, вследствие чего запасы влаги в почве увеличиваются в 1,4 -2,3 раза.

Вклад автора в проведенное исследование. Обоснована закономерность изменения скорости транспортера в зависимости от скорости агрегата, плотности укладки массы, толщины слоя, параметров хлебостоя, определена оптимальная скорость транспортера. Установлена зависимость для определения оптимальной доли площади поля под формируемыми жаткой стерневыми кулисами. Разработана конструкция порционной жатки, обоснованы параметры и режимы её работы и разработан технологический процесс раздельной уборки зерновых культур с её применением. Проведены экспериментальные полевые исследования работы порционной жатки. Получена регрессионная модель процесса изменения уровня потерь зерна за жаткой в зависимости от основных воздействующих факторов.

Достоверность результатов работы подтверждается высоким уровнем сходимости теоретических и экспериментальных исследований работы порционной жатки.

Реализация результатов исследований. Экспериментальный образец порционной жатки прошел производственные испытания и внедрен в ООО «Степь» Акбулакского района Оренбургской области. Рекомендации по настройке и регулировке порционной жатки утверждены и приняты к внедрению министерством сельского хозяйства Оренбургской области и Комитетом государственной инспекции в АПК министерства сельского хозяйства Республики Казахстан. Результаты теоретических и экспериментальных исследований применяются в учебном процессе кафедры механизации технологических процессов в АПК ФГБОУ ВПО ОГАУ.

На защиту выносятся следующие положения:

- закономерности, характеризующие изменение уровня потерь зерна за жаткой в зависимости от рабочей скорости агрегата, скорости движения транспортера, числа оборотов кривошипа режущего аппарата и окружной скорости планки мотовила;

- аналитическая зависимость для определения оптимальной доли площади поля, занятой кулисами, оставленными порционной жаткой;

- результаты исследований зависимости уровня потерь зерна за порционной жаткой от рабочей скорости агрегата, числа оборотов кривошипа режущего аппарата, скорости транспортера и окружной скорости планки мотовила.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-практических конференциях Оренбургского ГАУ (2010 -2013 гг.), международной научно-практической конференции «Агроинженерная наука - сельскохозяйственному производству», посвященной 50-летию со дня основания ЦелинНИИМЭСХ, Казахстан, г. Костанай (2012 г.), IV Всероссийском форуме «Молодежь в развитии села», Москва, ВВЦ (2012 г.), Всероссийском конкурсе Министерства сельского хозяйства РФ на лучшую научную работу среди аспирантов (3-е место). Макет порционной жатки демонстрировался на областных выставках НТТМ в 2011,2012 и 2013 гг. (диплом победителя) и на Всероссийской выставке НТТМ-2013 в г. Москве, ВВЦ (диплом выставки).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 3 - в зарубежных изданиях. Получен патент РФ на изобретение (№2493685).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы из 161 наименования и 22 приложений. Диссертация изложена на 141 странице основного машинописного текста, содержит 7 таблиц и 46 рисунков. Общий объем диссертации составляет 184 страницы машинописного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность выбранной темы и ее научная и практическая значимость, сформулировано направление исследований.

В первой главе «Современное состояние вопроса и задачи исследования» рассмотрены агротехнические требования, предъявляемые к раздельной уборке зерновых культур, и способы улучшения её агротехнических показателей, исследованы технологические процессы работы и конструктивные особенности существующих валковых жаток, выявлены технологические и конструктивные направления их совершенствования.

Важную роль в решении вопросов совершенствования конструктивно-технологических параметров валковых жаток и способов формирования валков имеют работы Баранова A.JL, Бледных В.В., Будко А.И., Важенина А.Н., Воцкого З.И., Джамбуршина А.Ш., Ерохина М.Н., Жалнина Э.А., Жука Я.М., Завражнова А.И., Константинова М.М., Косилова Н.И., Липковича Э.И., Лов-чикова А.П., Морозова Е.Ю., Окунева Г.А. и др.

По результатам проведенного анализа поставлены следующие задачи:

1. Выполнить теоретические и экспериментальные исследования порционной жатки и определить ее оптимальные конструктивно-режимные параметры, обеспечивающие снижение потерь зерна во время уборочного процесса.

2. Разработать конструкцию порционной жатки с устройством образования кулис, обеспечивающую уменьшение потерь зерна и позволяющую формировать стерневые кулисы для снегозадержания. Установить закономерности для определения доли площади поля под стерневыми кулисами с учетом параметров стеблестоя.

3. Провести исследования процесса снегозадержания, осуществляемого стерневьми кулисами, сформированными порционной жаткой, исследовать и оценить его результаты.

4. Дать экономическую оценку применения порционной жатки.

Во второй главе «Теоретическое обоснование конструкции и режимов работы порционной жатки» получены закономерности, определяющие скорость транспортера жатки с учетом допустимого уровня потерь, и зависимость, определяющая оптимальную площадь поля под стерневыми кулисами, оставляемыми устройством для их образования, установленным на жатке. Проведено обоснование гидропривода жатки и получены его оптимальные режимы. Обоснованы оптимальные конструктивные параметры транспортера порционной жатки.

Важным механизмом жатки является ленточный транспортер и в связи с этим возникает необходимость обоснования оптимальных параметров и режимов его работы.

Ширина ленты определяется в зависимости от расчетной производительности транспортера:

где (2 — производительность (кг/с);

р„ - плотность груза на транспортере (кг/м3); V — скорость движения ленты (м/с); Ф - угол естественного откоса груза на ленте, рад;

Для обеспечения отсутствия проскальзывания ленты по барабану использовалась закономерность Эйлера:

где /— коэффициент трения ленты о барабан; а — угол обхвата приводного барабана лентой.

Для нахождения неизвестных сил натяжений неравенство (2) решаем вместе с уравнением:

где Ах - численный коэффициент, полученный в результате расчетов и экспериментальных исследований.

Величина необходимого тягового усилия равна сумме всех сопротивлений движению ленты или, что то же, разности сил набегающего и сбегающего натяжений ленты, т.е.:

(1)

' нб — г со е >

(2)

(3)

/4=1^=^6-^6- (4)

Величина тягового усилия /гт1 (Н), которое может быть передано от приводного вала к ленте при данной величине и угле обхвата а, равна:

откуда:

^„б'^сб^'/Х,

(5)

(6)

где ^-коэффициент запаса; К3 - 1,1...1,2.

Установленные закономерности позволили выявить оптимальные параметры транспортера: ширина ленты от края жатки до шнекового делителя — 2,21...2,24 м, в центре (от одного делителя до другого) - 1,78...1,82 м, диаметр приводного вала - 0,068...0,074 м, количество опорных роликов - 3, диаметр опор - 0,039...0,042 м, расстояние между соседними опорами - 0,358...0,366 м.

Для обоснования оптимальных конструктивно-габаритных параметров транспортера определяем его оптимальную скорость с учетом допустимых потерь. Рассмотрим движение слоя скошенной хлебной массы в режиме накопления на элементарном участке транспортера длиной /0 (рисунок 1).

В соответствии с расчетной схемой и с учетом принципа Даламбера сумма проекций всех сил на направление движения транспортера будет равна нулю:

= (7)

Тогда дифференциальное уравнение движения рассматриваемого слоя:

сЫ

где — — ускорение слоя, м/с2;

у — скорость движения слоя на участке АВ, м/с.

Заменив ¿й на сЫу, решим данное уравнение и проинтегрируем полученное выражение в интервалах от 0 до ут и от 0 до Ь\

(8)

*г = . 2 К

где Ь — длина транспортера, м. Или:

тр

т

Ч,=о

II ■Ь8.

/о іЛГ

Г"1 г—| 1—1 ■ в9

\ /Т, шд

(9)

(10)

Рисунок 1 - Обоснование скорости валкообразующего транспортера

Часть стеблей, срезаемых режущим аппаратом, будет иметь участок стебля незначительной длины (рисунок 2) по причине ярусности хлебостоя, что снижает вероятность их попадания на транспортерную ленту. Будем считать длину таких срезанных стеблей критической (¡щ) и определим ее величину.

Вероятность попадания высоты стеблестоя в интервал (0; + И) с учетом

величины отношения_ЕЕ > 3 для стеблестоев большинства зерновых определяется как: &Н

Рисунок 2 -

Схема укладки стеблей на транспортер

Р[0<Ж(/кр+А)]=|{1-Ф[

/кр+й-Я,

ср

(11)

} Н

V н„

где Ф(Н) - интеграл вероятности (функция Лапласа); критическая длина срезанного стебля, м; ,ср - средняя высота стеблестоя, м; И - высота среза стеблей, м.

Тогда величина возможных потерь зерна в срезанном колосе (@ск), выраженная в %, будет:

вс

кр

+ Й)

(12)

а

я

Для корректной укладки стеблей на транспортер без разбрасывания мотовилом необходимо, чтобы толщина слоя стеблей на транспортере не превышала максимальной толщины слоя стеблей (толщины в месте схода) §тах. С другой стороны, из исследований А.Ш. Джамбуршина известно, что толщина образующегося слоя стеблей 5 на транспортере жатки зависит от рабочей длины транспортера и скорости перемещения агрегата по полю, скорости транспортёра, густоты и диаметра стеблестоя, плотности укладки на транспортере. Исходя из этого выразим длину транспортера как:

Ь =

С(Р-Кп\^

(13)

где с - густота стеблестоя, 1/м2; сі - диаметр стебля, м;

Кп - коэффициент, учитывающий неплотность укладки стеблей;

- скорость перемещения жатки по полю, м/с; ут - скорость перемещения транспортера жатки, м/с.

Следовательно, скорость транспортера будет равна:

у,- ^ .

Исходя из агротехнических данных и проведенных нами расчётов установлено, что оптимальная скорость транспортерной ленты составляет 1,6 -2,8 м/с.

На основании проведенных расчетов были построены графики зависимости потерь зерна за порционной жаткой (£>, %) от рабочей скорости агрегата (у^р, м/с) и скорости движения транспортера (ут, м/с) (рисунок 3 а, б).

Полученные закономерности изменения потерь в зависимости от рабочей скорости агрегата и скорости движения транспортера показывают, что почти при всех выбранных режимах работы потери зерна имеют значения меньше допустимого уровня. В случаях, представляющих исключение, возможна корректировка уровня потерь зерна за счет регулирования скоростей транспортера, агрегата и планки мотовила.

От работы мотовила во многом зависит уровень потерь зерна срезанным колосом. Основное мотовило и мотовило устройства для образования стерневых кулис располагаются на общем валу и приводятся совместно. Однако последнее при установке под формирование кулис будет иметь меньший радиус, чем основное мотовило. Выбор радиуса мотовила влияет на ширину траектории движения его планки. Также величина радиуса определяет высоту установки оси мотовила над режущим аппаратом. Чтобы убедиться в работоспособности и выявить оптимальные характеристики совместной работы мотовил, был проведен их совместный анализ. В результате установлено, что радиус мотовила образования стерневых кулис для корректной работы должен составлять 0,38...0,49 м; окружная скорость планки - 2,88...4,38 м/с; количество планок каждого мотовила для выбранных режимов работы - 5 штук.

о, %

у /

/

у

г" -

я- -

2,1.

,8 1,98 2.16 2,34 2.52 2,7 Ущ-р,

----- = 2,7 м/с

а) - ут = 2,5 м/с

-— Ут = 2,2 м/с

О, %

ґ'

у

✓ у

'и

**

----- Уагр = 2,7 м/с

- уагр = 2,3 м/с

--1/агр =2,1 м/с

2,7 Vтl М/С

Рисунок 3 — Зависимости потерь зерна за жаткой: а) от рабочей скорости агрегата при различных скоростях движения транспортера; б) от скорости движения транспортера при различных рабочих скоростях агрегата

Ширина полос со стерневыми кулисами может составлять от 0,7 до 1 м.

Излишнее увеличение ведет к повышению потерь несрезанным колосом. Также большое значение имеет густота стеблестоя на конкретном поле или его участке. В связи с этим по результатам теоретических и экспериментальных исследований была установлена зависимость для определения оптимальной доли площади поля под стерневые кулисы, учитывающая высоту и густоту стеблестоя:

А = -

1 —

Н,

ср

я,

шах у

-кнг

•100%,

(15)

К(Нкл -Нет)

где А - доля площади поля под кулисами, %;

с - средняя густота стеблестоя, 1/м2;

а — наименьшая влагоёмкость метрового слоя почвы, кг;

К— количество продуктивной влаги в единице объема снега, кг/м3;

Яст-высота стерни, м;

#ср- средняя высота стеблей, м;

#тах - максимальная высота культуры на данном поле, м;

Нкл - высота стерневых кулис, м.

Исследования и расчеты, проведенные нами, а также анализ существующих конструкций жаток, позволили нам наметить пути совершенствования режимов работы, а также реализовать их в конструкции порционной жатки с устройством образования стерневых кулис.

Данная жатка выполнена в навесном варианте. Основными узлами жатки являются основное мотовило 1 (рисунок 4), расположенный под ним режущий аппарат 2, устройства для отвода хлебной массы от колес мобильного средства 3, установленные за режущим аппаратом, транспортер 4, содержащий приводной ролик 5 и ленту 6. В конце транспортера расположена заслонка 7 со щетками 8, соединенная с механизмом подъема 9. По наклонному лотку 10 на транспортер перемещаются колосья, срезанные при помощи устройства для

Рисунок 4 - Порционная жатка с устройством образования стерневых кулис

образования стерневых кулис, состоящего из мотовила с укороченными регулируемыми по высоте лучами 11 и режущего аппарата с изменяемой высотой установки. Предлагаемая жатка работает следующим образом. Перед началом работы мотовило и режущий аппарат устройства для образования стерневых кулис устанавливаются на высоту среза колоса или на 0,02...0,03 м ниже его нижней части. Срезанные колосья поступают на наклонный лоток и перемещаются по нему на транспортер. В результате получаем стерневые кулисы, способствующие снегозадержанию. Процесс формирования валка данной жаткой сочетает предварительное накопление массы на ленте транспортера и последующую ее выгрузку на стерню. Масса после скашивания режущим аппаратом, мотовилом укладывается на транспортер и на устройства для её отвода от колес мобильного средства. Данные устройства непрерывно перемещают поступившую на них массу на ленту транспортера. По мере накопления массы на транспортере стебли перемещаются от режущего аппарата к заслонке, предотвращающей выдувание хлебной массы и её преждевременный сход. В момент достижения полосы формирования валка заслонка поднимается посредством механизма подъема, повышается скорость ленты транспортера, и порция укладывается на стерню. Вновь выгружаемые порции пристыковываются к порциям предыдущего прохода. После разгрузки заслонка опускается, а скорость ленты возвращается к нормальному режиму. Начинается процесс накопления следующей порции хлебной массы.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований порционной жатки» изложены программа, методика и условия проведения экспериментов.

В ходе подготовки и проведения экспериментально-полевых исследований предусматривалось:

- определить условия экспериментальных исследований;

- исследовать качественные показатели валков, сформированных порционной жаткой;

- определить уровни общих потерь зерна за порционной жаткой и за серийной жаткой для их сравнения;

- оценить качество снегозадержания на стерневых кулисах и определить результаты данного процесса;

- описать и обосновать методику проведения многофакторного эксперимента;

- провести сравнительный анализ качества работы экспериментальной жатки с серийной.

Для проведения полевых исследований был изготовлен экспериментальный образец порционной жатки (рисунок 5). Полевые исследования проводились в ООО «Степь» Акбулакского района Оренбургской области.

Общая программа и методика экспериментальных исследований разработаны на основе методик испытаний зерноуборочной техники, ГОСТов и ОСТов.

Рисунок 5 — Экспериментальный образец порционной жатки

Определение влажности в экспериментальных валках проводилось с использованием влагомера «Фауна-М». Процесс сушки массы в валках исследовался по методике ГОСТа 3040-55 «Зерно, методы определения качества».

При определении массы погонного метра валка для взвешивания отобранных проб применяли электронные весы модели ВТЦ-10.

При проведении многофакторного эксперимента по определению потерь зерна при работе порционной жатки применялось ортогональное планирование эксперимента первого порядка. При построении ортогонального плана эксперимента необходимо обеспечить следующие условия ортогональности:

%Х,Х} =0,1= 1,2,3,у = 1,2,3,...,Л; ¿X, =0,1 = 1,2,3, ...,к£х? =N,1 = 1,2,3,...,^

(16)

где И— число опытов;

к - число факторов.

Построение ортогонального плана эксперимента базируется на формировании матрицы планирования. В качестве параметра оптимизации был принят уровень общих потерь зерна за жаткой (£?, %), так как он позволяет рассматривать качество работы жатки и дает возможность сравнения ее работы с серийными моделями. Следует учитывать, что данный параметр должен соответствовать ГОСТу 28301-2007 по пункту допустимого уровня потерь. Пользуясь как собственными исследованиями, так и опытом других авторов, нами были выбраны следующие факторы, влияющие на уровень потерь зерна за жаткой: рабочая скорость агрегата (Х{): число оборотов кривошипа режущего аппарата (Х2); окружная скорость планки мотовила (Х3); скорость ленточного транспортера (Х4). Уровни и интервалы варьирования факторов в натуральных переменных (в физических значениях) приведены в таблице 1.

В спектр плана любого полного факторного эксперимента входят все возможные комбинации к факторов на всех уровнях их варьирования. В нашем случае имеются четыре комбинации факторов на всех уровнях их варьирования (к = 4).

Таблица 1 - Уровни изменения факторов в эксперименте

Фактор Рабочая скорость агрегата OVd) Число оборотов кривошипа режущего аппарата(п) Окружная скорость планки мотовила (ут) Скорость ленточного транспортера (и)

Единица измерения м/с об/мин м/с м/с

Переменные X х х

Основной уровень 2,175 800 3,25 2,2

Интервал варьирования 0,575 200 0,25 0,5

Нижний уровень 1,6 600 3 1,7

Верхний уровень 2,75 1000 3,5 2,7

В целях описания поверхности отклика в области начальной точки был составлен ортогональный план эксперимента первого порядка. Эксперимент реализован сериями. Для нашего случая количество серий составило четыре. Тогда общее число опытов равно Ит = 16 -4 - 64.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты многофакторного эксперимента по выявлению закономерности изменения уровня общих потерь за валковой порционной жаткой в зависимости от режимов работы ее основных узлов. Проведен сравнительный анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований. Представлены результаты исследования качества процесса снегозадержания на стерневых кулисах, оставленных устройством для их образования, которым оснащена жатка.

Многофакторный эксперимент, выполненный в соответствии с разработанным планом, показал зависимость параметра оптимизации (количества потерь зерна за валковой порционной жаткой У, %) от четырех управляемых факторов: рабочей скорости агрегатачисла оборотов кривошипа режущего аппарата Х2, окружной скорости планки мотовила Х3 и скорости ленточного транспортера жатки Х4. По результатам регрессионного анализа в программе 81айзйса 6.1 было получено уравнение регрессии для параметра оптимизации в кодированном виде:

Г = 0,112279 + 1,175505Х, + 0,01028IX, + 0,116276Х3 + + 0,366732Х,- 0,080566X^3 - 0,025065X^4+ 0,1501ЗЛГ32. (

Полученное уравнение регрессии (17) позволило построить поверхности отклика параметра оптимизации (общих потерь за жаткой, %) от представленных факторов (рисунки 6-9).

После проведения эксперимента по его результатам был построен график зависимости общих потерь зерна за жаткой от скорости движения транспортера. Далее результаты экспериментальных исследований сравнивались с полученными теоретически (рисунок 10).

Рисунок 6 - Поверхность отклика параметра оптимизации (общие потери зерна за жаткой) от рабочей скорости агрегата и окружной скорости планки мотовила

Рисунок 7 — Поверхность отклика параметра оптимизации (общие потери зерна за жаткой) от рабочей скорости агрегата и скорости движения транспортера

9 ^

□ 4,5 ■ 3.5

Рисунок 8 - Поверхность отклика параметра оптимизации (общие потери зерна за жаткой) от окружной скорости планки мотовила и скорости транспортера

Рисунок 9 - Поверхность отклика параметра оптимизации (общие потери зерна за жаткой) от числа оборотов кривошипа режущего аппарата и окружной скорости планки мотовила

Сравнение графиков зависимости потерь за жаткой от рабочей скорости агрегата и от скорости движения транспортёра показывает, что данные теоретических исследований соответствуют данным, полученным экспериментально.

1 1 5.5 □ 5 I 14.5

к 0,%

7

/ /

У

¥ /

\ \ экспериментальная К /

\ * \ N \ /

Ч V

■■ ч * 1 /

N

_ *

Л— \ тео оети ческ зя

\ кривая

Иг, м/с

1,55

1,73

1,91

2,09

2,27

2,45 2,63 2,7

Рисунок 10 - Зависимость потерь за жаткой от скорости движения транспортера при рабочей скорости агрегата 1,6...2,75 м/с

Исследование устойчивости снежного слоя на стерневых кулисах включало определение осадки снежного слоя относительно первого замера. Устойчивость снежного слоя оценивалась коэффициентом его осадки:

9 =

Н*

Нн • с•А5

•100%,

(18)

где Ни - высота снежного слоя на кулисах при первом замере, м; Як - высота снежного слоя на кулисах при последнем замере, м; с — средняя густота стеблестоя, 1/м2;

Д5 — площадь участка поля с кулисами, на котором проводился замер. Динамика изменения коэффициента осадки приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Изменение коэффициента осадки снежного слоя на стерневых кулисах с течением времени

№ замера Коэффициент осадки снежного слоя 6,%

контрольная точка № 1 контрольная точка № 2 контрольная точка № 3 контрольная точка № 4 контрольная точка № 5 среднее значение

1 0 0 0 0 0 0

2 7 4 11 12 1,5 7,1

3 11,3 9,2 9 8 2,5 8

4 4 3,7 3,9 6 4,1 4,43

5 8 5,6 6,7 3 6,4 5,94

6 24,6 21 19,2 17,3 20,3 20,48

Равномерное распределение коэффициента осадки свидетельствует о том, что стерневые кулисы, образованные жаткой, обеспечивают равномерность снегозадержания, которая сохраняется в процессе лежки снега и при начале его таяния. Соответственно, стерневые кулисы, созданные с помощью порционной жатки, обеспечивают качественное снегозадержание, следовательно, применение данного устройства целесообразно.

В пятой главе «Экономическая эффективность валковой порционной жатки» представлены результаты расчета экономической эффективности от применения валковой порционной я^атки с устройством образования стерневых кулис при раздельной уборке зерновых культур в условиях зоны рискованного земледелия. Также в данном разделе проводилось сравнение экономического эффекта от применения экспериментального образца жатки с эффектом от применения серийных жаток.

Как показали расчёты, ожидаемый годовой экономический эффект составляет 214,2 тыс. рублей на один агрегат в расчете на 1000 га. Ожидаемый срок окупаемости одной валковой порционной жатки составляет 1,4 года. Годовая прибыль от уменьшения потерь зерна составляет 110 тыс. рублей на один агрегат.

Расчет экономической эффективности использования валковой порционной жатки проводился исходя из цен на 2013 год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установленная на основе теоретических и экспериментальных исследований закономерность (формула (14)) позволяет определять скорость транспортера в зависимости от скорости агрегата, плотности укладки массы, толщины слоя, параметров хлебостоя). Оптимальная скорость транспортера составляет 1,6...2,8 м/с.

2. Обоснована зависимость (формула (15)) для определения оптимальной доли площади поля под оставляемыми жаткой стерневыми кулисами с учетом высоты и густоты стеблестоя.

3. Разработаны конструкция порционной жатки с устройством образования кулис (патент РФ на изобретение № 2493685). Определены оптимальные конструктивные параметры ленточного транспортера с учетом допустимых потерь зерна: ширина ленты от края жатки до шнекового делителя - 2,21 ...2,24 м, в центре (от одного делителя до другого) - 1,78...1,82 м, диаметр приводного вала - 0,068...0,074 м, количество опорных роликов - 3, диаметр опор -0,039...0,042 м, расстояние между соседними опорами - 0,358...0,366 м.

4. На основании теоретических и экспериментальных исследований устройства для образования стерневых кулис установлены оптимальные режимно-конструктивные параметры его мотовила: оптимальная частота вращения - 44...52 об/мин; окружная скорость планки - 2,88...4,38 м/с; достаточное количество планок - 5 ппук, радиус - 0,38...0,49 м.

5. По результатам выполненного многофакторного эксперимента выявлены закономерности изменения параметра оптимизации (общие потери за жаткой, % - У) от четырех управляемых факторов: рабочей скорости агрегата^, числа оборотов кривошипа режущего аппарата Хь окружной скорости планки мотовила и скорости ленточного транспортера жатки Х4 (формула (18)). Установлено, что результаты экспериментальных и теоретических исследований обладают высокой сходимостью.

6. Анализ проведенных экспериментально-полевых исследований показал, что стерневые кулисы, оставляемые порционной жаткой, обеспечивают равномерность снегозадержания, которая сохраняется в процессе лежки снега и при начале его таяния. Также установлено, что образованные кулисы обеспечивают накопление снега высотой 45...50 см, что увеличивает запасы влаги в почве в начале весны в 1,8...2,3 раза. На фоне сформированных жаткой стерневых кулис было получено увеличение урожайности в среднем на 26%.

7. В ходе обоснования экономической эффективности использования порционной жатки установлено, что годовой экономический эффект от ее применения составляет 214,2 тыс. рублей на один агрегат в расчете на 1000 га; ожидаемый срок окупаемости составляет 1,4 года; годовая прибыль от уменьшения потерь зерна составляет 110 тыс. рублей на один агрегат.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Константинов, М.М. Обоснование параметров транспортера порционной жатки [Текст] / М.М. Константинов, Б.Н. Нуралин, И.Н. Глушков // Вестник КрасГАУ. - 2011. - № 12. - С. 209 -215.

2. Константинов, М.М. Методика расчета и обоснования параметров ленточного транспортера порционной жатки [Текст] / М.М. Константинов, А.Н. Кондратов, И.Н. Глушков // Известия ОГАУ. -2012. -№ 2. - С. 65 -69.

3. Константинов, М.М. Обеспечение процесса снегозадержания с использованием валковой порционной жатки с устройством образования стерневых кулис [Текст] / М.М. Константинов, И.Н. Глушков, С.С. Пашинин И Известия ОГАУ.-2012.-№6.-С. 81-83.

4. Константинов, М.М. Расчёт гидропривода валковой порционной жатки с устройством образования стерневых кулис [Текст] / М.М. Константинов, И.Н. Глушков, А.Н. Кондратов // Известия ОГАУ. - 2013. -№ 3. - С. 90 -93.

Публикации в других изданиях

5. Константинов, М.М. Рекомендации по настройке и регулировке техники на осенних полевых работах [Текст] / М.М. Константинов, А.П. Ловчи-ков, И.В. Герасименко, И.Н. Глушков. - Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2011.-60 с.

6. Константинов, М.М. Рекомендации по настройке и регулировке техники на уборке урожая зерновых культур, севе озимых и вспашке зяби в Западном Казахстане и Южном Урале [Текст] / М.М. Константинов, Б.Н. Нуралин, А.П. Ловчиков, В.Г. Кушнир, И.Н. Глуппсов, С.С. Пашинин. -Уральск: Редакционно-издательский отдел Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана, 2011. - 57 с.

7. Константинов, М.М. Проектирование и организация эффективного процесса уборки зерновых культур [Текст] / М.М. Константинов, А.П. Ловчиков, В.П. Ловчиков, П.И. Огородников, Ю.Б. Четыркин; раздел 1.3 Агротехнические показатели валков хлебной массы и способы их формирования, с. 15 -39, написан с участием И.Н. Глушкова, С.С. Пашинина; под ред. проф. М.М. Константинова. - Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2011. - 152 с.

8. Константинов, М.М. Обоснование параметров ленточного транспортера валковой порционной жатки в период выгрузки порции [Текст] / М.М. Константинов, И.Н. Глушков, А.Н. Кондратов // Агроинженерная наука - сельскохозяйственному производству: сб. докладов международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию ЦелинНИИМЭСХ. Ч. 2. - Костанай, 2012.-С. 60-64.

9. Константинов, М.М. Рекомендации по снижению потерь и механических повреждений зерна при уборке урожая [Текст] / М.М. Константинов, А.П. Ловчиков, Б.Н. Нуралин, И.Н. Глушков. - Уральск: Издательский центр ЗГКУ им. М. Утемисова, 2012. - 43 с.

10. Глушков, И.Н. Использование валковой порционной жатки с устройством образования стерневых кулис для обеспечения снегозадержания и минимизация потерь зерна при уборке зерновых культур [Текст] / И.Н. Глушков // Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК: материалы международной научно-практической конференции. - Оренбург. Издательский центр ОГАУ, 2013. - С. 155 -159.

Патент

11. Пат. 2493685 Российская Федерация, МПК A01D34/04, АЗШ57/18.Вал-ковая порционная жатка с устройством образования стерневых кулис / Константинов М.М., Глушков И.Н. и др. заявл. 23.03.2012; опубл. 27.09.2013, Бюл. № 27.

Глушков Иван Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПОРЦИОННОЙ ЖАТКИ С УСТРОЙСТВОМ ОБРАЗОВАНИЯ КУЛИС

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 22.11.2013. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Печать трафаретная. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman.

Заказ № 6760. Тираж 100 экз. Отпечатано в Издательском центре ОГАУ. 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18. Тел.: (3532) 77-61-43

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный аграрный университет»

04201451303 ,,

Глушков Иван Николаевич

На правах рукописи

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПОРЦИОННОЙ ЖАТКИ С УСТРОЙСТВОМ ОБРАЗОВАНИЯ КУЛИС

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Константинов М.М.

Оренбург-2013

Содержание

Введение ..................................................................................5

1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования..................................9

1.1 Основные направления совершенствования технологии и средств механизации уборки зерновых культур...................................................9

1.2 Загрузка комбайнов и требования к хлебным валкам при уборке зерновых культур......................................................................................14

1.2.1 Образование стерневых кулис.................................................29

1.3 Классификация способов формирования хлебных валков.....32

1.3.1 Формирование валков аккумулированием хлебной массы в направлении, перпендикулярном движению валковой жатки...........................33

1.3.2 Формирование валков комбинированным аккумулированием хлебной массы.....................................................................................................35

1.3.3 Формирование валков аккумулированием хлебной массы в направлении движения жатвенного агрегата......................................................37

1.4 Цель и задачи исследования.....................................................40

2 Теоретические обоснование конструкции и режимов работы порционной жатки ................................................................................41

2.1 Разработка схемы порционой жатки........................................41

2.2 Методика расчета и обоснования параметров ленточного транспортера порционной жатки.........................................................................46

2.3 Обоснование скорости движения ленточного транспортера с учетом минимизации потерь................................................................................57

2.4 Анализ совместной работы мотовила устройства образования стерневых кулис и основного мотовила.........................................62

2.5 Обоснование режимных параметров работы узлов порционной жатки.................................................................................................68

2.6 Обоснование оптимальной доли площади поля, занимаемой стерневыми кулисами...........................................................................................69

2.7 Расчёт гидропривода порционной жатки.................................72

Выводы по главе............................................................................................79

3 Методика экспериментальных исследований порционной жатки.....81

3.1 Основные положения и условия проведения экспериментов. 81

3.2 Определение основных параметров валка...............................86

3.3 Методика исследования процесса сушки массы в экспериментальном и обычном валках................................................................88

3.4 Методика определения потерь зерна за жаткой......................91

3.4.1 Определение общих потерь за жаткой.....................................91

3.4.2 Методика определения количества потерь зерна несрезанным колосом при формировании стерневой кулисы............................93

3.4.3 Методика определения количества потерь зерна срезанным колосом при формировании стерневой кулисы..................................................96

3.5 Методика исследования устойчивости снежного слоя на стерневых кулисах................................................................................................98

3.6 Методика многофакторного эксперимента..............................98

3.6.1 Методика многофакторного эксперимента по выявлению

общих потерь зерна за жаткой............................................................................100

Выводы по главе..........................................................................................105

4 Результаты экспериментальных исследований..................................106

4.1 Результаты многофакторного эксперимента.........................106

4.2 Результаты исследования устойчивости снежного слоя на стерневых кулисах..............................................................................................116

Выводы по главе..........................................................................................118

5 Экономическая эффетивность применения порционной жатки........119

Выводы по главе..........................................................................................123

Общие выводы ..............................................................................125

Литература ..............................................................................127

Приложения ..............................................................................142

Введение

Актуальность темы. Уборка урожая - завершающий и важный этап работ по возделыванию зерновых культур. Это сложный и энергоемкий процесс, на который приходится до 70% всех трудовых затрат, связанных с производством зерна. Часто сроки уборочных работ превышают сроки, установленные агротехническими требованиями. Это приводит к перезреванию зерна и, как следствие, к повышению потерь. Сведение потерь к минимуму позволяет получить прибавку урожая, от 20 до 30 %.

В соответствии с концепцией развития механизации сельского хозяйства на ближайшие 10-15 лет, целесообразно разрабатывать уборочные машины, позволяющие сократить потери зерна, уменьшить расход топлива и уплотнение почвы, повысить производительность. В связи с этим выпускаются и используются высокопроизводительные комбайны. Однако производительность этих машин при их производственной эксплуатации возрастает не пропорционально пропускной способности. В результате чего сроки уборки идут низкими темпами и себестоимость производства зерна фактически не снижается.

Данные проблемы могут быть решены за счет раздельной уборки -скашивания хлебной массы в валки (применение валковых жаток), дозревания и подбора с обмолотом. Существующие валковые жатки не обеспечивают полную загрузку молотилки комбайнов, формируют валки низкого качества, а потери зерна при работе данных жаток часто превышают допустимые. Поэтому вопрос создания жатки, формирующей валки оптимальной мощности независимо от урожайности и, при этом не допускающей превышения уровня потерь, установленных ГОСТом, является актуальным.

Цель работы. Обосновать конструктивно-технологические параметры и режимы работы порционной жатки с устройством образования кулис.

Объект исследования. Технологический процесс функционирования порционной жатки с устройством образования кулис.

Предмет исследования. Закономерности, характеризующие функционирование порционной жатки с устройством образования кулис во время уборочного процесса.

Методика исследований. Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики, математики и аналитической геометрии. Экспериментальные исследования проводились в полевых условиях в соответствии с общепринятыми методиками и действующими ГОСТами. При проведении экспериментальных исследований применялась теория планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием методов математической статистики и компьютерных программ Microsoft Excel, Statistica 6.1.

Научная новизна. Обоснованы закономерности изменения потерь зерна за порционной жаткой в зависимости от основных режимно-конструктивных параметров, определены параметры транспортера и устройства для образования кулис. Установлена зависимость, позволяющая определять оптимальную долю площади поля под кулисы с учетом высоты и густоты стеблестоя.

Практическая значимость работы. Разработана конструкция порционной жатки (патент РФ на изобретение № 2493685). Обоснованы оптимальные режимы порционной жатки (скорость транспортера, рабочая скорость жатки, окружная скорость планки мотовила), исключающие превышение допустимых потерь зерна. Изготовлена порционная жатка с устройством образования кулис, позволяющая обеспечивать увеличение накопления снега, вследствие чего запасы влаги в почве увеличиваются в 1,42,3 раза.

Вклад автора в проведенное исследование. Обоснована закономерность изменения скорости транспортера в зависимости от скорости агрегата, плотности укладки массы, толщины слоя, параметров хлебостоя, определена оптимальная скорость транспортера. Установлена зависимость для определения оптимальной доли площади поля под формируемыми жаткой стерневыми кулисами. Разработана конструкция порционной жатки, обоснованы параметры и режимы её работы и разработан технологический процесс раздельной уборки зерновых культур с её применением. Проведены экспериментальные полевые исследования работы порционной жатки. Получена регрессионная модель процесса изменения уровня потерь зерна за жаткой в зависимости от основных воздействующих факторов.

Достоверность результатов работы подтверждается высоким уровнем сходимости теоретических и экспериментальных исследований работы порционной жатки.

Реализация результатов исследований. Экспериментальный образец порционной жатки прошел производственные испытания и внедрен в ООО «Степь» Акбулакского района Оренбургской области. Рекомендации по настройке и регулировке порционной жатки утверждены и приняты к внедрению Министерством сельского хозяйства Оренбургской области и Комитетом государственной инспекции в АПК Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан. Результаты теоретических и экспериментальных исследований применяются в учебном процессе кафедры «Механизация технологических процессов в АПК» ФГБОУ ВПО ОГАУ.

На защиту выносятся следующие положения:

— закономерности, характеризующие изменение уровня потерь зерна за жаткой в зависимости от рабочей скорости агрегата, скорости движения транспортера, числа оборотов кривошипа режущего аппарата и окружной скорости планки мотовила;

- аналитическая зависимость для определения оптимальной доли площади поля, занятой кулисами, оставленными порционной жаткой;

— результаты исследований зависимости уровня потерь зерна за порционной жаткой от рабочей скорости агрегата, числа оборотов кривошипа режущего аппарата, скорости транспортера и окружной скорости планки мотовила.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-практических конференциях Оренбургского ГАУ (2010-2013 гг.), международной научно-практической конференции «Агроинженерная наука - сельскохозяйственному производству», посвященной 50-летию со дня основания ЦелинНИИМЭСХ, Казахстан, г. Костанай (2012 г.), IV Всероссийском форуме «Молодежь в развитии села», Москва, ВВЦ (2012 г.), Всероссийском конкурсе Министерства сельского хозяйства РФ на лучшую научную работу среди аспирантов (3-е место). Макет порционной жатки демонстрировался на областных выставках НТТМ в 2011, 2012 и 2013 гг. (диплом победителя) и на Всероссийской выставке НТТМ-2013 в г. Москва, ВВЦ (диплом выставки).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 3 - в зарубежных изданиях. Получен патент РФ на изобретение (№ 2493685).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы из 161 наименования и 22 приложений. Диссертация изложена на 141 страницах основного машинописного текста, содержит 7 таблиц и 46 рисунков. Общий объем диссертации составляет 184 страниц машинописного текста.

1. Современное состояние вопроса и задачи исследования

Уборка урожая - завершающий и важнейший этап работ по возделыванию зерновых. От своевременного и качественного ее проведения существенно зависят результаты труда за год. Это сложный и энергоемкий процесс, на который нередко приходится до 70% всех трудовых затрат, связанных с производством зерна [31, 49, 67, 160].

Сроки уборочных работ нередко затягиваются, что ведет к существенному недобору и снижению качества урожая. Величина потерь зерна от затягивания сроков настолько существенная, что является одним из наиболее значительных резервов хозяйствования, по заключению ученых и производственников прибавка в ресурсах потребления при условии сведения к минимуму потерь может составить 20, и по некоторым видам продукции до 30 процентов [130].

Многообразие факторов, определяющих качество проведения уборочного процесса, обуславливает необходимость комплексного подхода к его технологическому и техническому обеспечению с учетом природно-климатических и производственных условий, а также особенностей убираемых культур. Наиболее предпочтительно, чтобы темпы уборочных работ соответствовали интенсивности созревания хлебов [127].

1.1 Основные направления совершенствования технологии и средств механизации уборки зерновых культур

Уборка урожая зерновых культур относится к наиболее напряженному процессу сельскохозяйственного производства. Технологическую основу современной уборки составляет зерноуборочный комбайн. В зависимости от природно-производственных условий уборка в основном подразделяется на два способа: прямое комбайнирование или однофазная уборка и раздельное — двухфазная (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1- Способы уборки зерновых культур

При прямом комбайнировании хлебная масса скашивается и одновременно обмолачивается за один проход комбайна. Однофазная уборка способствует сокращению потребности в уборочной технике и механизаторах, уменьшению расхода топлива в сравнении с двухфазной. Однако прямое комбайнирование эффективно только при полной спелости зерна. Уборка засоренных и сильно полеглых хлебов увеличивает продолжительность уборки, что приводит к большим потерям урожая [125, 151, 152], поэтому предпочтение в таких условиях следует отдать раздельному комбайнированию. Исследованиями установлено, что раздельный способ уборки способствует более быстрому и равномерному созреванию зерна, позволяет раньше начать и закончить уборку, сокращает потери и увеличивает сбор зерна во время уборки, обеспечивает получение сухого и чистого зерна, улучшает качество зерна и соломы, дает возможность своевременно выполнять осенние полевые работы. Успех раздельной уборки во многом зависит от качества формирования хлебной массы в валки. Уборка массы в валки осуществляется благодаря применению валковых жаток,

различающихся как по конструкции, так и по принципу формирования валков (рисунок 1.2).

по типу агрегатирования с 3

мэсК

прицепные

Классификация валковых жаток

по направлению выгрузкип

навесные

выгрузка вбок

выгрузка назад

по принципу формирования валка

порционные

с непрерывно» выгрузкой

по виду привода узлов

с гидравлическим приводом с механическим приводом

Рисунок 1.2 — Классификация жаток для раздельной уборки

Все рассмотренные в данном разделе валковые жатки [1-30, 132, 133] представлены в приложении Р в виде схем с указанием названия и авторов.

При уборке зерновых культур правильно сформированный валок должен удовлетворять следующим требованиям [36, 43, 50, 60, 75, 79, 83, 84, 85, 108, 158, 161]:

- мощность валков должна быть достаточной для загрузки молотилки комбайна в соответствии с ее пропускной способностью;

- стеблевая масса и колосья должны быть равномерно распределены по ширине и длине валков, причем колосья должны располагаться преимущественно на поверхности валков;

- стерня под валками не должна прогибаться, а хлебная масса валка должна устойчиво держаться на ней;

- отдельные стебли не должны выпадать из валка при его укладке и лежке;

- связность хлебной массы в валках должна обеспечивать качественный подбор при обмолоте.

Однако валки, формируемые существующими жатками, не отвечают данным требованиям, поэтому потери зерна во время уборки современным комбайном составляют по данным П. Файфера 10... 15% урожая. В крайне

неблагоприятных условиях потери урожая доходят до 30 % и более [70, 140]. По данным А. Н. Пугачева, микроповреждения зерна яровой пшеницы составляют 35,9 %, что соответствует потерям урожая от недобора в процессе уборки 0,18 т/га [142] (рисунок 1.3).

% 110 -10090-Ш

ГО 50 40 30

100

%

Рисунок 1.3 - Повреждение зерна мягкой яровой пшеницы различной влажности W3 при обмолоте [152]: 1 - повреждение зерна; 2 - повреждение зародыша; 3 - всхожесть лабораторная

Прогноз на ближайшую перспективу показывает, что комбайновый способ уборки урожая остается основным, поскольку других, более эффективных нет. Комбайновый парк формируется из энергонасыщенных технических средств типа «Дон - 1500», «ACROS», CK - 10 «Ротор», «Claas», «Western», «Kase» с высокой пропускной способностью [72, 117]. Они имеют существенные преимущества по производительности в сравнении с комбайнами «Нива» и «Енисей - 1200». Однако, в настоящее время эти преимущества комбайнов «Дон - 1500», «ACROS», CK - 10 «Ротор», «Claas», «Kase», «Western» проявляются при имеющихся жатках лишь на уборке полей с урожайностью более 30 ц/га, площадь которых значительно меньше

половины всех площадей возделывания зерновых культур в стране. Особенно это касается степных районов, где урожайность в среднем существенно меньше средней п�