автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Оптимизация процессов и разработка технических средств комбайновой технологии уборки и обработки всего биологического урожая зерновых колосовых культур

^ Российская Академия сельскохозяйственных наук

/

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ШЮЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ВНШГТИМЭСХ)

На правах рукописи

ШАБАНОВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОМБАЙНОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ И ОБРАБОТКИ ВСЕГО БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОЖАЯ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 0S.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Зерноград 1998

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском и яроектно-технологическом институте механизации сельского хозайстеа

(внттшмэсх)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

О.А.Пе;даев доктор технических наук, ст.вауч.сотр.

А.И.Бурьянов доктор технических наук, профессор КШ.Ермольев

Ведущая организация - Кубанский научно-исследова-

тельский институт сельского хозяйства им-ШП-Яукьянеюгг» (КНИИСХ)

Защита диссертация состоится " ^ " О У_ 1998г. в 10 часов

на заседании диссертационного совета Д.020.036.01 Всероссийского научно-исследовательского и проестно-технолотаческого института механизации сельского хозяйства по адресу: 347720, г.Зершмрад Ростовской обл., ул. Ленина, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИПТИМЭСХ Автореферат разослан Л оз

1998г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

В.Ф-Хлыстунов

ОБ1Ц/*Л ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важнейшими резервами увеличения прогозодстаа зерна являются сокращение его потерь на всех этапах уборки и снижение затрат труда и средств на его прогааодсгво.

Стремление повисеть эффективность уборочных работ привело к созданию высокопробнодительных машин (комбайны "Дон-1500", агрегаты ЗАВ-50 и 3AB-1G0), пнтетеифшлфующих лишь отдельные процессы техло-лопп! уборки и обработки всего биологического урожая. Техническое же оснащение остальных операций технологи! (екзшивание хлебоз а ватки, уборка пезерновой части урожая п послеуборочная обработка зерна с его хранением) осталось практически без изменений..

Однако наибольший эффект достигается при комплексной разработке п знедрешш перспективных машин на основных операциях уборки и послеуборочной обработки зерна с учетом их фунжпионирсзашш s нзмепжо-пшхс.т пого дно-климатических условиях.

Сложнззсгееся поло;хеш!е в значительной мере объясняется отсутствием теоретических разработок по выбору технологических комплексов и определению параметров новых машин пря оптимальном взаимодействии ах в составе технологии уборки п обработки всего биологического урожая зерновых в условиях погодро-лтпматачгского цикла (ЯКЦ)- В связи с изложенным, разрабатываемая проблема является актуальной и имеет научное и прикладное значение.

Цель исследований - обоснование путей снижения затрат труда и .- средств на уборке п обработке биологического урожая зерноных колосовых кулыур, сокращения потерь зерна оптимизацией основных технологических п техняхо-зкеплуатациошщх параметров процессов скашивагаи, обмолота, обработки зерна, уборкн незерновой части урожая и состава технологического комплекса машин по технологии в целом.

Объекты исследований - технологические процессы уборки зерновых колосовых кулыур, послеуборочной обработки и хранения зерна; рабочие органы, макетные я опытные образцы разрабатываемых машин.

Методы исследовании - изучаемые процессы рассматривали с использованием системного анхита, исследования операций, имитационного моделировг'пм, статистического анализа, теории графов, классического анализа и др.

Экспериментальные исследования п полевые испытания разрабатываемых машин аыполнены с использованием теглометрирозания, хронометража, статистической обработки результатов нзмерегтнй, стандартных к оригинальных методн:;.

Научная невгааа: метоготесгае основы соосно?.rúvvi техпулоплг-ckic: kosís.'-'Skcod я определения параметров новых масла» при оггподяькон

их взаимодействии в со ставе комбайновой технологам уборки и обработки биологического урожая зсрноьых в условиях погодно-климатичаского цикла;

- метод группировки условий уборки трех nmos: влажные, умеренные и засушливые с установлением вероятности irx появления в течение ШСЦ, а все., хозяйств Сезсро-Кавказского региона п четырех группах зон с близкими значениями природно-климатических и производственно-экономических условий в каждой группе,

- перспективный парк технических средств для уборки и обработки биологического урожая зерновых дня Северного Кавказа в течение ПКЦ, сформированный на базе подразделений хозяйств региона;

- новые технические средства, их параметры и режимы работы, конструктивно-технологические схемы которых защищены 15 авторскими свидетельствами.

Практическая ценность заключается в том, что разработанные методические основы позволяют оптимизировать технологический процесс уборки и обработки всего биологического урожая в хозяйствах всех зерно-производящих зон РФ.

Обосновали, разработаны и испытаны в хозяйственных условиях и на МЙС: жатка валковая реверсивная, толкающие волокуши к тракторам класса 3,0 и 5,0; приспособление к комбайну "Дон-1500" для уклалот соломы в валок и измельчения ее с разбрасыванием по полю, подборхцих-измельчитель и подборщик-уплотнитель валков соломы на базе МПУ-150, подборщик-стогообразоватеяъ к трактору класса 5,0 и стоговоз к трактору класса^,0 для формирования и транспортировки стогов массой 8,0т, оборудование стадаонараого комплекса для очистки, досушки и хранения зерна.

Разработанные по результатам исследований машины - толкающие волокуши х тракторам класса 5,0, самоходные подборщзазш-гомельчителн па базе МПУ-150, подборщих-стогообразоЕателъ и стоговоз - быгш включены в "Систему машин"... на 1986-1995гт.

Ноаые машины по технологическим показателям превосходя: известные современные отечественные а зарубежные аналоги, так как сокращают затраты труда на 18-44, затраты на ГСМ - на 15-28, а приведенные затраты - на 8-10%.

Реализация научно-тезЕВческих результатов. Основные положе яия выполненной работы были использованы при разработке "Концепций развитая механизации уборки зерновых культур на период до 2005г" дш Российской Федерации.

По ¿ггогаи исследоеанкй серийно выпускаются толкающие волокухш к трактору Х-700, изготовлена на Таганрогском комбайновом заводе опытна партия {150шт.) МПУ-150, обеспечивающих подбор валков соломы, es из мельчение и параллельную загрузку транспортных средств, прошел предаг рительные испытания опытный образец валковой жатки.

Передана документащи ГСКБ АО "Ростсельмаш" на разработку и модернизацию толкающих волокуш, навесного копнителя и тмельчителя-разбрасывателя-валхоукладчкка к комбайну "Дон-1500".

Разработано и передано ГСКБ (г.Воронеж) проектное предложение на создание перспективного стационарного комплекса, обеспечивающего очистку, досушку и длительное хранение всего валового сбора зерна колосовых в местах его производства.

■ Для условий Ростовской области разработаны структура и состав перспективного парка уборочной техники и последовательность перевооружения хозяйств новой уборочной техникой.

Основные положения выполненной работы легли в основу рекомендаций, изданных областными (краевыми) департаментами сельского хозяйства ЦЧО и Северного Кавказа.

Апробация работы. Результата исследований докладывались на координационных совещаниях по отраслевым программам 0.1Д.032, 0.Ц.043, О.сх.110 (1930-1990гг.); ка экспертном совете МСХиП РФ в 1997г.; на секции НТС департамента сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области (1996г.), на научно-технических конференциях ВНИПТИМЭСХ (19771997гг.), на научяо-гехннческих совещаниях и Советах в ГСКБ АО "Ростсельмаш" (г.Ростов н/Д), ГСКБ "Комслехсзерномат" (г.Тагакрог) и ОАО ГСКБ "Зерноочистка" (г.Воронеж} * Ш7-1994пг.

Публикзшпг. Материалы диссертации опубликованы з 61 печатной работе, в числе которых 2 книги, 12 рекомендаций, 15 авторе";о; свидетельств. Оошяй объем публикаций составляет 74печатных листа, в том числе лкчко автора 45 печатных листов.

Структура к объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает 164 наименований, в том числе 8 на иностранном языке. Работа изложена ка ^«¿стр. машинописного текста, содержит 8Ь таблиц и 147 иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Изложена актуальность проблемы, сформулированы ос-повные положения, выносимые на защиту.

В первой главе "Агашп современного состояния проблемы. Выбор направления м методов исследований" проведен пооперационный анализ технологии уборки и обработки всего биологическою урожая зерновых кгь лосовых культур, свидетельствующий , что ключевые технологические процессы не обеспечивают оптималииого функционирования глазной его оптаа-щш обколота хлебной массы. Имеет место еннжение производительности зерноуборочных комбайнов при несоответствии пгаршщ захзата ззлковы? нсаток и пропускной способности комбайнов, увел1гчгааются потеря зерна в поле из-за нерационального соотношения объемов раздельной уборки и пря-

мого комбайнирования, оборудование комбайна приспособлениями ятя уборка КЧУ снижают его производительность т 10-35%, неадекватное техническое оснащение послеуборочной обработки зерна средстзалш по ею досушке и хранению не поззоляет веста уборку хлебов повышенной влажко-сти, что увеличивает биологические потери зеркг в ноле. Поэтому требуемся обеспечение оптимальных условий функционирования машин ключевых процессов ц оптимального взаимодействия их в целом, позволяющее получить минимальные затраты труда и средств, максимальный сбор выращенного урожая, высокое его качество и при этом не ухудшающее условия возделывания культур, размещаемых вслед за зерновыми.

Сформулированная проблема содержит вопросы определения оптимальных условий функционирования комплексов машин рассматриваемой технологии, разработки перспективных машин и методов их оптимизации на выполняемых операциях в составе технологии уборки и обработан всего биологического урожая зерновых колосовых культур.

Большой вклад в разработку методов оптимизации технологических комплексов машин в растениеводстве внесли А.Н.Важешш, Ф.С.Завалшгош, С.В.Жах, Э.И.Лгашович, Г.Г.Маслов, О.А.Ленязев, М.С.Рукчез, В.С.Сечкш, А.Н.Скороходов, МЛТСергеев, Э.А.Фннн, Р.Ш.Хабатов, М.Ф. Шахмаев к др.

Вопросам оптимизации процессов технологии комбайновой уборки и обработки всего биологического *-оо*кая посвящены работы В.И.Алискива, ОХ-Ангалеева, Э.В.Жалнина, В-ПЬяшарова, В.А.Кубышева, М.В.Кирегва, ЭЛЛипковича, Г.Е.Чепурина и др.

Решению задач оптимизации параметров и режимов работы машин, выполняющих операции процессов уборки и обработки зерна и незерновой части урожая посвящены исследования В.Г.Антипина, С .А .Алферова. А.И.5уркова, Э.В.Жалкина, В.Я.Жухова, Ю.К.Ермольева, Н-И-Косилова, Н.В.Кузнецова, Э.И.Лшковича, ВЛМогшшшцкого, А.И.Русаноза, Г.Ф.Серого, АЛЪТарасенко, НЛ.Тншанинова, Г.Ф.Ханхасаева, и др.

Решение поставленной проблемы на базе проанализированных работ не представляется возможным, так как в этих работах отсутствует подход, позволяющий раскрыть многообразие имеющихся связей между отдельными процессами всей технологии и учесть влияние этих процессов на конечный результат разработки - новый парк уборочной техники, включающий совокупность технологических комплексов мадшн, в состав которых входят как серийные, так и новые, подлежащие разработке, машины и оборудование.

Кроме того оптимизация технологических комплексов машин ведется путем анализа их технико-эксплуатационных показателей применительно к средним условиям и поэтому разработанные комплексы машш не будут удовлетворять конкретно складывающимся условиям.

Анализ взаимосвязи основных процессов технолопш (рис. 1) показал что параметры машин, осуществляющих эти процессы, выбираются без учет: влияния их результатов работы на основную операшпо - обмолот хдебно!

Взаимосвязь процехов техиг ;опш уборки н обработки всего биологического урожая зе^ новых колосовых культур

пртшоди-уелыюсть

, ширина захвата" '_________жа®

[.....— потфнзёриа

I.._____,33-Ж3тк0й_

характе-

ристика

куль- по-

туры лей

ширина захвата >

потерн зф'иа" захадеррм..

-»[ потери Н1 [У

загрязненность |

массы, особенно это относится к процессам уборки незерковой части урожая и послеуборочной обработки зерна. В связи с вышеизложенным в качестве научной гипотезы принимаем, что повышение эффективности технологий убор ¡п.. и обработки всего биологического урожая зерновых Колосовых культур за счет снижения затрат труда и средств на их проведение, сокращение потерь зерна, повышения его качества, а также сохранения плодородия почвы достигается путем учета взаимного влияния ключевых технологических процессов (скашивания хлебов в ваиси, послеуборочной обработки зерна и уберки незертвай части урожая) и главной операции технологии - обмолота хлебной массы. '

В соответствии с основной целью работы для решения рассматриваемой проблемы были поставлены следующие задачи исследований:

!. Разработать методические основы оптимизации технологических процессов, выбора технологических комплексов и определения параметров нозых машин с учетом их взаимодействия в составе всей технологии в условиях погодно-юишатнческого цикла: разработать методику формирования базы данных с учетом ' погодно-климатических и прнродно-прокзнодственных условий уборки в течение погодно-климатотеского цикла; разработать математическую модель процессов изучаемой технологии; выявить взаимосвязь, процессов технологии и провести их оптимизацию; оптимизировать технологию в целом и определить недостающие машины.

2. Разработать недостающие машины: провести обоснование конст-руктавио-технологаческих параметроз новых машин и изготовить их макетные и опытные образцы; провести экспериментальные исследования и определить агротехнические п техннко-эксплуат?'хнонБые показатели новых машин.

3. Определить технико-экономическую эффективность оптимизированной технологии уборки и обработки биологического урожая зерновых. Во второй главе "Методические основы оптимизации технологии уборки и обработки всего биологического урожая зерновых колосовых культур" изучаемая технология представлена как сложная многоуровневая система, включающая мобильные и стационарные операции технологии по уборке и послеуборочной обработке зерна. Оптимизацию всей технологии осуществляли поэтапно с позиций системного подхода путем рассмотрения уборки и обработки всего биологического урожая как составной части всего процесса производства зерна. Влияние его подсистем на" техннхо-эхеплу атацио нны е и экономические показатели машин учтено при разработке шюгопарамстриче-ской системы, в которую вошли факторы, влияющие на урожайность зерна и соломы, скорость созревания культур, величину биологических потерь урожая, объемы работ, потребность в НЧУ и др. (рис.2)

Многопараметрическая информационная система оггткшпацш технология уборки и обработки всего биологического )-роде?и зерновых колосовых культур

у 'Фре&аяе имга^ . / _ гжеиеяена

уусрсмю^НУТ 1 ергеспо <

¿Ыдрмжиспсм ' ч / |

\ /ТйБё^То; и? й Л Клеимой сзйгюл

__»71

лехгзяъМ! ^ —_ /

Хч |слз«а<.нзр а. / -^Г^т \

^пасиаымв '

лг&слтгмг

/с/яру&лу^а } у ПЛСи10р!й }

|0-шт; п )

(¡'оп^Гиоши { I А" V У

х (грсцпЗЦ

\ V рахгялчие \ \ _ леэгжзге

\ \| {Лгеулсууиг 1 ¡V СЛЮОМСОК! 1

{ i _ _ 1 ) ,

\\ V-- -

V

I

4

> \2 ^

\1 \ дог^шггглгадс!« )

' . ,. .гз » "У. ,

ч /лметг /здеэд.чггг У—--т-

I - '■'-»■ ^ !

Г {¡¿К'Исг.ии -за кхегхз- Л \\ ¿хияе.-яць-есый. щита ) у

Рис.:

Определение значений случайных функций производительности машин. приведенных затрат, потерь зерна, затрат труда, выбор перспективны* технологических комплексов и оптимизацию их в ссстапе всей технологии провели с помощью системы математических моделей, видочающей алгоритм формирования статистических моделей параметров, имеющих нероят-ностный характер; имитационные модели функционирования технических средств технологических комплексов; графовую модель уборки, послеуборочной обработки я хранения зерна колосовых культур и алгоритм оптими-запки.

На первом этапе сформировали статистические модели условий уборки, определения объемов уборки, заготовки НЧУ и обработки зерна различной влажности и засоренности.

На втором этапе оптимизировали процессы технологии. определили перспективные технологические комплексы и технико-эксплуатационные параметры машин этих комплексов по максимальной производительности зерноуборочного комбайна, а также по минимальному значению критерия оптимизации, включающему: сумму приведенных затрат каждой технологической операции, выполняемой тп техническим средством:

ш

^(юп), (1)

и стоимость суммарных потерь зерна на этих же операциях как механических ДПн, допускаемых уборочными машинами и стационарным оборудованием, так в биологических, снижающих урожайность ДП(1Еи качество зерна

5 Гт ш "1

= —I ш31! 0,01 (ДП,, -г ДП„Б) Цг,пк + 2М3,! (Цпз„; - Цфза)! (2: М31.п=1 "" _!-

Из числа выбранных по критерию технологических комплексов оптимальным считаем тот, у которого затраты труда наименьшие.

На третьем этапе оптимизировали технологию в целом в определили оптимальные комплексы машин, ее осуществляющие, по минимальному значению интегральных затрат, включающих вышеухазакиий критерий оптимизации и затраты на восстановление плодородия почеы с учетом использования на удобрение НЧУ

10 ГГ. , 1 Г„ с 11

р, =--- •{ {£^"(1^)- 1Р}Б(п,з)} +1 ЕДа'^и, (3)

у_кр ^ [^Э») ¡5-1 j 0'\ й») J J

которые з общем виде имеют вид

РЧшО^ + Ь'^ + Рз. (4)

Оотимизацию проводили для условий ПКЦ

Дш)» ЕР^тОрСЕ,) —> тт (5)

В призедешгьк выражениях: М-л. - масса зерна, убираемая (обрабатываемая) ii-й машиной; У3'*р - урожайность зерна, собранного с площади, где произведено измельчение и разбрасывание НЧУ; Ц"31к, Цф3|, - плановая и фактическая стоимость 1т зерна i„-fi культуры; М-, - валовый сбор зерна; F3 " (n,3). F3 Е (п,3) - приведенные затраты на операциях технологии подготовки почвы под последующую за зерновыми культурами с учетом внесения удобрений при измельчении с разбрасыванием НЧУ и в базовом варианте; Д,; 11, Д,з к - доза внесения удобрешш в вариантах измельчения с разбрасыванием соломы и базовом; Цу1> - стоимость вносимых в почву удобрений; E¡ - параметры внешней среды, влияющие на процессы формирования урожая и уборки; Q - множество условий, охватывающих ГПСЦ; р(Е,) - вероятность появления сформированных условий, определяющих функшюниро-ванне технологических комплексов.

Основное достоинство такого подхода - системность, которая заключается в том, что влияние указанных выше подсистем производства зерна на выбор технолога;! и учет взаимосвязи ее процессов оцештвается по конечному результату, т.е. по затратам труда и средств, потерям зерна на выполнение всей технологии.

К преимуществам такого подхода откосится и то, что в разработанной модели оптимизации уборки и послеуборочной обработки зерна взаимосвязь ключевых процессов (скашивание хлебов в валки, обмолот валков и прямое комбашшрозанне, уборка кезериовой части урожая и послеуборочная обработка зерна) учитывается на самом низшем уровне - взаимодействии рабочих органов уборочных *машин с обрабатываемым материалом в изменяющихся по годно-климатических условиях Это позволяет оптимизировать не только технологию и процессы, ее осуществляющие, по и определить требования к технологическим машинам, выполняющим вышеуказанные процессы.

Таким образом, сформул!фОванные элементы проблем»! рассматриваются в рамкзх единой модели, учитывающей вероятностные условия функционирования технологических машин, взаимосвязь процессов технологии, и на этой'базе осуществляется выбор комплексов машин, обеспечивающих наивысшие технико-эконолнггеские показатели технолопт в целом.

Разработанные методические основы могут использоваться при оптимизации технологии уборки и послеуборочной обработки зерна в любых зернопроизводящих регионах России с предварительным изучением и описанием условий функционирования уборочных машин. Наши исследования проводились на примере Северо-Кавказского региона и поэтому для моделирования функционирования уборочных машин была изучена внешняя среда, производственные условия хозяйств и сформирована информационная база этого регион:?. Анализ суточного хода дефицита влажности воздуха в течение погодно-клнматппеского цикла (ПКЦ) позволил сформировать три тага условий: засушливые, хогда высокие значения дефицита влажности воздуха

позволяют вести уборку практически круглосуточно; умеренные, когда продолжительность обмолота составляет 18-20 часов в сутки, и влажные, когда суточная продолжительность уборки изменяется от 4-5 до 8-10 часов. Вероятность появления этих условий соответственно составила 0,41,0,28 и 0,33.

Установлено распределение объемов зерна различной влажности в сформированных типах условий, изменение влажности зерна и соломы на корню и в валках, а также биологических его потерь в зависилгости от стадии созревания зерновых в сформированных типах условий.

Величину биологических потерь зерна в поле в ¡-х условиях определяли по формуле:

(АПБ3), = £и (Ду, Ууб) Ду, %, (6)

где Д. - продолжительность нахождения зерновых на корню и в валках после наступления полной спелости зерна, дн; £и - функция интенсивности потерь зерна от продолжительности и условий уборки, % в день.

Функцию потерь зерна определили экспериментально, а полученные

значения аппроксимировали зависимостями: для нескошенной массы: (^ик)з = -3,98 +ехр( 1,5 5+0,014Ду)в (7)

= -3,26 +ехр(1,3+0,014Ду), (8)

(£ик)в = -2,64 +ехр(1,09+-0,021Ду); (9)

для хлебной массы в валках:

(Л = (Л = 0,45, (10-11)

= -0,33 +ехр(-0,34+0,043Ду), (12)

Учет производственных условий, величины средней урожайности зерновых колосовых, погодно-кякматических условий в период созревания и их уборки позволил сельскохозяйственные зоны региона сосредоточить в четырех труппах с близкими значениями вышеуказанных показателей. Для этих четырех групп с использованием алгоритма выбора статистической модели были построены распределения урожайностей зерна У3 за ГОД (рис.3, кривые 1-4), площади полей, севооборотов, соломистосги и др.

Оптимизация самостоятельных технологических процессов технологии предусматривала выбор перспективных машин, обеспечивающих эффективное их функционирование в составе технологических комплексов и высокопроизводительную работу зерноуборочного комбайна в оптимальном режиме путем анализа нх технико-эксплуатационных и экономических показателей, определение которых провели с помощью имитационных моделей каждой операции процессов.

-а 0.4 -н

урожайност ь,ц/га Рис.3 Распределение урожайносга за ПКЦ в 4-х группах зон м по региону 5.

Для расчета производительности уборочных машин определяли Ксм и рабочую скорость комбайна Уу при следующих ограничениях:

I Уа , если Уга;п < Уа ^ V шах Ур = { 0 , если Уа < УШ1п, здесь Уа , (13)

I Ушах , если Уа > V та

где Уа - скорость движения комбайна, принимаемая меньшим из трех значений Уч, Ум и \'ж , определяемых расчетным путем соответственно: в зависимости от паспортной пропускной способности комбайна ц условий уборки, из уравнения энергетического баланса комбайнового агрегата и ра-

V

: 9

максимально и

ботой жатки-хедера на уборке полеглых хлебов; V,, МИПИМПГЧ.НО допустимые скорости.

Скорость движения комбайна Уч - определяли га выражения, учитывающего пропускную способность комбайна оп, урожайность, полеглость К,,, засоренность К3 и влажность К„ убираемой культуры Кк, ширину захвата жатки ВР, а также влияние приспособления для уборки НЧУ на производительность комбайна

216 ЯпК;, Кп Кз Ко Кк Км Кнчу

,ш/ч,

(14)

^.ВрУз

где к - соломисгость хлебной массы; Кч - коэффициент использования пропускной способности молотилки з полевых условиях, Кч-0,85; Км -коэффициент использования ширины молотилки при обмолоте валков, Км=Вв/Вм, здесь Ва - ширина валка, м; Вч - ширина молотилки комбайна. При Ва > Ви и и прямом комбайнированни Г(„ =1.

Скорость движения Ум определили из уравнения энергетического баланса комбайнового агрегатз с учетом способа и технологического варианта уборки НЧУ:

ч

г1-1

=--з>6.1 О3 , ж/ч. (15)

т я?

11=1 ¡1=1 где т]з - коэффициент загрузки двигателя, Т13 = 0,85; Я - пропускная способность комбайна в моделируемых условиях, кг/с; К'УЧ°5 -удельная мощность, расходуемая на технологический процесс обмолота и сепарации зерна, кВт/кг/с;

- - удельная мощность, расходуемая на измельчение соломы с подачей ее в прицеп или разбрасыванием по полю, кВт/кг/с; ^ - коэффициенты перекатывания комбашш (С = 0,09) и прицепа = 0,08);

I

МЮ] - масса комбайна с приспособлениями и заполненным бункером,.

кг; ^ Мпрц - масса прицепа с НЧУ, кг;i2,... i„ - технические средства и '1=1

приспособления, составляющие I-множество этих технологических средств для выполнения операдаш рассматриваемой технология; j - технологическая операция из J - множества.

При уборке полеглых хлебов снижение скорости движения комбайна V, учитывали коэффициентом полеглости К„ = 0,5-1,0.

Потери зерна за комбайном AI7lt определили лабораторно-полевыми исследованиями и хозяйственной проверкой с учетом влияния приспособле-ш»1 для уборки НЧУ, навешиваемых на зерноуборочные комбайны различной пропускной способности н аппроксимировали их соответствующими выражениями.

Процесс уборки НЧУ моделировали для всех технолог ических схем: копанной, поточной с измельчением соломы на комбайне и валковой.

Необходимую мощность двигателя новых соломоуборочных машин рассчитывали по формуле:

Ншс = (ПудЧпм + Мп)Т)з,кВт, (16)

где Суд - удельная энергоемкость измельчения или уплотнения соломы кВт/кг/с; N„ - мощность, затрачиваемая на перекатывание агрегата, кВт. При измельчении пуд = 10,0, а при уплотнении - 13,0кВт/кг/с.

Массу полевой машины в диапазоне £)пи=5-25кг/с определяли по зависимости:

Мпм = 2700 +5701,15 qn* , кг. (17)

При моделировании процессов послеуборочной обработки зерна учитывали: стоимость строительной части, маш;ш и оборудования, макси-

мально допустимую влажность зерна (оу=22%), мощность .«епродвтателей. затраты на ремонт и ТО манпш и строительной части.

Все поступающие с поля зерно делшт на партии по следующим признакам: назначение, культура, сорт, репродукция, влажность, засоренность и др. показатели.

Последние два показателя, а также вид культуры учитывали при определении производительности зерпоочиститгльных машин.

Многолетними наблюдениями установлено, что при послеуборочной обработке в отходы идет 10,1% из них 4,8% -'это сорные примеси, а 5,3% -зерновые, которые считают потерями ДП»*.

При сушке зерна активным вентилированием определяли суммарные энергозатраты на привод вентилятора и нагрев воздуха.

Интенсивность вентилирования рассчитывали с учетом продолжительности безопасного хранения зерна в зависимости от его влажности. Табличные значения этого показателя, полученные ВНИИЗХ, аппроксимировали выражением:

ТБх - 0,34 + е>:р( 11,454 - 0,532-.v), да. (18)

Для выбора технологических комплексов и определения параметров новых машин с учетом их функционирования в cocíase технологии разработали алгоритм, агрегированная блок-схема которого приведена на рис.4. Он позволяет провести моделирование условий уб'оркк за ГПЩ а работы тоиль ческих средств в этих условиях, а также оптимизацию процессов, составляющих технологаю, вариантов перспективных комплексов машин, определить основные технико-эксплуатационные параметры млппга, входящих в состав этих комплексов, и оптимизировать технологию в целом за период ГИСЦ с определением рациональных технологических комплексов на всех ее процессах.

Оптимизацию процессов и технологии в делом, провели с использованием теории графов, так как структурные особенности заданного конечного множества технических средств служат исходной предпосылкой для построения системного упорядоченного метода релггакя комбинаторной задачи выбора оптимально комплексов .vaunra по заданному критерию.

Граф технологии предусматривает выполнение всех операций - от скашивания зерновых до испожовгния НЧУ и реализации зерна. Вершины графа соответствуют сосгсяшпо убираемой культуры, а дуги определяют маршрут (путь) изменения состояния продукта п имеют количественную характеристику, которая является результатом работы агрегатов и определяется с помощью амишшошиго моделироеандя.

Для зкборп 'фгтчайикто пути в нем разработали алгоритм определения критерия эффективности, по которому происходиг выбор комплексов машин.

í'Xm)1^ = X F1; (m), (19)

Агрегированная блок-схема оптимизации процессов и технологии уборки и обработки урожая зерновых колосовых культур

Моделирование условий уборки за ПКЦ

/(¿Л/ШШМ

Формирование графовой модели технологии

vjw-gfi

т

Алгоритм выбора кратчайшего пути в ориентированном графе

FPrr(m) = «in

= i^+^j+Fj -> min

Оптимизация технологии за ПКЦ

VE, eß

Моделирование работы технических средств

VA/ €! ткм)

Оптимизация процессов технолопш, выбор вариантов перспективных ТКМ

Скашивание в валки:

-> min Обмолот зерновых:

№,(вж,У„£,Л,Ур,ХНГУ'К)-*

~*max Уборка НЧУ: объемы уборки

объемы внесешш в почву

F,+F2+F, --»-min Обработка и хранение зерна

V<a, е(15,...Д2%)

_F. + F, -»raia__

Рис. 4

где Fta)',TC - значение критерия для комплекса; Рте - множество путей (возможных технологических схем); Р - путь, соответствующий одной технологической схеме (тс), выполняемой комплексом; ij - дуга, значение которой F„ (m) соответствует затратам на выполнение одной технологической операции.

Минимальное значение критерия определяли по формуле:

F(m)*TC = min { Ftm)^ }. ' (20)

Оптимизацией процесса скашивания и обмолота зерновых установлено, что минимальные биологические потери зерна в поле имеют место при оптимальном соотношении прямого и раздельного комбайнирования, которое зависит от погодных условий в уборочный период и продолжительности уборки урожая, так - во плалсяых условиях - объем раздельной уборки минимальный и составляет 10-15%, а в засушливых - увеличивается до 50-55%. Сокращение продолжительности уборки менее 7 дней делает эффективным прямое комбайнпрование, а дальнейшее снижение биологических потерь зерна достигается ранней уборкой зерновьгх с влажностью зерна 18-20%.

Определен рациональный диапазон рабочей скорости комбайнов при обмолоте зерновых (0,7-1,3м/с), а котором общий расход топлива снижается на 10-15%.

Моделированием работы комбайна на подборе валков установлено, что загрузка комбайна в рациональном диапазоне рабочих скоростей осуществляется жатками захватом 6,0 - 12,0м. Эта задача лучше решается использованием реверсивной жатки захватом 6,0м, формирующей как одинарные, так и сдвоенные палки.

Оптимизацию прямого комбайнирования проводили в рамках каждой группы зон (см.рнс.2) и учитывали, что для этой операции отводят в основном высокоурожайные поля и загрузка комбайнз каждого класса, укомплектованного одной жаткой оптимальной ширины захвата, обеспечивается изменением рабочей скорости в установленном диапазоне, так как колебания урожайности зерновых, предназначенных для прямого комбайнирования, в хозяйствах одной группы зон незначительны.

Также установлено, что комбайны каждого класса имеют пороговые значения урожайности, обеспечивающие минимальные приведенные затраты в сравнении с комбайнами соседних классов (рис.5).

Изучением работы комбайна о различными приспособлениями для уборки НЧУ обоснована неперспективность технологической схемы с измельчением и сбором соломы в прицепленную к комбайну тележку, поэтому необходимо совершенствование копенной и валковой схем.

Оптимизация технологических процессов уборки НЧУ показала, что к 2005г. максимальная потребность животноводства в ней составит 35,4%, в том числе на кормовые цели около 25%. Неиспользуемую з животноводстве НЧУ, а это 64.6%, с экономической точки зрения, лучше оставлять в поле.

Рис.5. Зависимость приведенных затрат от урожайности при обмолоте зерновых комбайнами р? личной пропускной способности

Анализом типовых полевых севооборотов региона установлено соотношение технологических схем уборки НЧУ по каждой ооне, группе зон а региону е селом, из которого следует, что в 2005г. при внедрении перспективных севооборотов в регионе НЧУ можно будет заготавливать по двум технологическим схемам: кз кормовые цели - по валковой, а используемую ва подставу, страхфонд и для приготовления компостов - по копейной. Целью совершенствования обеих схем уборки НЧУ являлось снижение затрат труда и средств на их выполнение, а для копейной - еще и исключение влияния «¿лесного копнителя на работу очистки комбайна, что достигается отказом от сбора половы, так как при уборке копен 70-80% ее теряется.

Оптимизацией процесса уборки копен соломы установлено, что лучшие технико-экономические показатели имеют навесные толкающие волокуши к тракторам класса 3,0 и 5,0 ширшюй захвата соответственно 9,0м и 11,0м.

Транспортировку НЧУ наиболее эффективно осуществлять специализированными прицепами дли перевозки легковесных грузов, позволяющих составлять тракторные поезда, вмещающие до 4,0т соломы.

При обосновании перспективных машин для уборка НЧУ по валковой технологической схеме на основании анализа различных вариантов ее сбора установхщи, что перспективными являются: подборщик-стогообразоватсль и самонагружающийся стоговоз, обеспечивающие формирование и транспортировку стогов массой 8,0т; самоходные подборщих-гамельчитель и под-борпиж-уплотнигсль, обслуживаемые единичными прицепами вместимостью до 90м3 и тракторными поездами с общей вместимостью кузогоа до 120м5 при их параллельной загрузке.

Подборщнк-стогообразователь должен 'иметь сменную производительность до 21,От/ч, массу - 104т и агрегатироваться с трактором класса 5.0, а самояагружиощийся стоговоз массой 6,От агрегатироааться с трактором класса 3,0 и иметь производительность при доставке стоп» на расстояние 5 км около 13,Ог/ч.

Подборщик-измельчитель и подборщик-утшоткителъ должны иметь пропускную способность до 10;:г/с, массу до б,5т н мощность двигателя -

110кВт. ПодОоргшж-уплотгилгль должен обеспечивать уплотнешге солог.и и погрузку ее п кузов рядом движущегося прицепа в рассыпном виде без обвязки с конечной плотностью <?0-50кг/м"\

Оптимизацией процесса послеуборочной обработки и хранения зерна установлена эффективность уборки зерновых повышенной влажности, обеспечивающей снижение потерь зерна з поле. Анализ энергозатрат на досушку этого зерна и величины его потерь в поле показал, что наибольший эффект достигается при уборке зерна влажностью 20%. Сушить его до влажности 17% необходимо активным вентилированием педоретым воздухом до 30°С, а дальнейшее снижение влажноет до кондиционной проводят вептилирсва-нием атмосферным воздухом.

Дтя уборки зерновых повышенной влажности разрабс-тшш технологический процесс послеуборочной обработки, обеспечцзающю! прием, очистку, досушку и длительное хранение зерна и исключающий перевалочные операции с ним. Все операции технологического процесса выполняются на стагшонгриом пункте, размещенном в местах проговодства зерна - подразделениях хо-.яйств. ■

Анализом условий производства зерна в этих подразделениях устако-внли объемы его производства, интенсивность поступления зерна с поля, а также обьемы зерна различной влажности, поступающего с поля за период ПКЦ, и обосновали структуру, состав и параметры стационарного пункта.

В соотзётстЕтш с принятым технологическим процессом церспскгпв-ный комплекс должен иметь: приемное отделение вместимостью до 50т зерна; одну или две зернооч плетельные машины производшелькостью на предварительной очистке до 25т/ч каждая и на окончательной до 12,5т/ч; емкости для сборз зерноотходов; зернохранилища, обеспечивающие досушку, хранение и полную выгрузку зерна; э так^се транспортирующие рабочие органы для перемещения зерна, поззоляюпд!е выполнять операции технологического процесса.

Анализ различных вариантов сташэтнартчх хсмппексоз показал, что щи ¡меньшая величина критерия у варианта с хращотоцамн шаарного типа п напольным хранением зерна из-зз меньшей их стаимойга. ■ -.

Оптимизацию технологии уборки и обрабсктч всего биологического урожая зерновых колосовых культур прозели с пеподьзовашйм выбранных и серийных машин и стационарного оборудования.

В результате оатг.мкзации из множества технологических комплексов машин выбрано для каждой группы зон от 3 до 6 технологических вариантов уборки и обработки всего биологического урожая, о&еспечнвакиплх максимальный сбор яерна, заготовку требуемых объемов НЧУ и минимальные значения критерия Р(га) ы сравнении с базевшш варианта?.! и (см. таблицу). В состав выбранных комгпкксов пчпиш ковые перспективные маилшы (выделенные пфчфтом), обоснованные прв о;тгнмтп.11ШИ ¡процессов техноло-пш в требующее разработки.

Рациональные технологические комплексы машин для уборки и обработки зерна для условии ПКЦ

Группы эои Технологические процессы, объемы их использования Во влажных,' умеренных, засушливых условиях ПКЦ в ключевые машины Величина критерия Р(ш), т руб./т Снижение в срагас базовым, %

Условия уборки ПКЦ

Уборка зерня Уборка НЧУ Обработка и хранение зерна Влажные Умеренные Засушливые

1 Раздельна» уборка-36,40,58% Зернокомбайны: 4=5-6 кг/с-100 % Ввлковыг ЖЭТК1! ЖВР-6: навесные -85 % прицепные-! 5 % Коленная: 21,23,30% ВНК-9, Т-150К; ПКС-1 ,б;УСА-10. Валковая: 15,17,28% К-53в(Г«рмаияя): ПФ-0,5;2ПТС-4 Шмельч.сразбр.: 64,60,42% Комбайны: с копнителем - 30 % с нэм.-рязбр.-валкоуклаачак70 % Стационарный пункт с оборудования! приема- 30 т очистки - 25 т/ч досушки п »раиепвя-ЗООО т 276,0 19.5 хил 6.8 285.0 8.8 г ш 12.0

2 Рачдельнея уборка-28,30,36% Зернокомбайны: 4=7 гг/с - 39 % 4=8,5 кг/с -61 % Валковые жатки ЖВР-4 - 90 % ЖВП-6-10% Коленная: 21,27,30% ВЛК-11, К-700; ПКС-1,6; УСА-10 Оалкоеая: 18,19,23% К-55О{Герм.);ПФ-0,5;2ПТС-4-14 % МИУ-150Н; К-700, прицепы с \\-150n3;ПКС-1,6;УСА-10 -6% Пзмельч. с рюбр.: 61,54,47 % Комбайны: с копшгтелем - 30 % с тм.-ря1бр.-валкоукладчак70 % Стационарный пушгт с оборудованием приема -40 т очистки - 40 т/ч досушки в жраяепвя-5000т ШЛ 22,4 2Ш 11,3 264,С 14,1 262Д 15,9

3 Раздельная уборка - 21,.30,3 } % Згрмжшлбатш: 11=7,0 м/с - 20 % 0=8,5 кг/с - 80 % Валковые жатки: ИЛИ'-б- 84 % ЖВП-6 - 16 % Коленная: 23,20,22 % ШЖ-11, К-700, ПКС-1,6; УСА-10 Валковая: 21,30,34 % 5ШУ-150И -13% ЛШУ-150П - 8 % К-700, прицепы с \\-150m1; ПКС-1,6; УСА-10 -21% С юг-100, С1-8 - 8% Нзмгльч. с разер.: 56,50,44 % Комбайны: с копнителем - 23 % с изм.-разбр.-валко}кляачик-77% Стационарный пункт с оборудованием приема - 50 т очистки - 50 т/ч досугаки в хрансииа-6500т 1Ш 21,8 246.2 7,6 249.7 12,3 243Л 14,4

1 Раздельная уборка - 40,46,50 % Зернокомбайны: 9-8.5 кг/с - 25 % (|=»П кг/с - 75 % Валковые жатки Х'Ш'-й - 88 % ЖВИ-О- 12 % Коленная: 22,25,26 % ВНК-И, К-700, ПКС-1,6, УСА-10 Валковая: 18.21.24% МПУ-150И -5% ЛШУ-150Н - 9 % К-700, црнцеиые У,= 150м', ПКС-1,6, УСА-10 -14% Стог-100, Ст-8 - 8% Шмельч. с разбр : 60,54,50 % Комбайны: с копнителем -26% с нз1И.-рачй|).-вал1Ссукладчак-74% Ст ¡тиацгриый пункт с оборудованием Приема - 40 г очистки - 40 т/ч досушка я 1раиеииа-4500т 1ш 18,7 2Ж0 8,1 243.0 14,1 гш 16,6

Установлено, что для хозяйств Северо-Кавказского региона требуется 20.7% комбайнов с пропускной способностью 5-бхг/с, 17,2% - 7-Зкг/с, 4?,8% - 8-9кг/с к 134,8% - 10-12кг/с. Около 30% комбшшоз следует оборудовать кошттелями, а остальные - измельчителям ;:-разбрасывателями-ваякоукяад-ч:!;сам;1.

В общем парке валковых жаток 85-90% - навесные реверсивные, агре-гатируемые с знергосредством на базе трактора МТЗ-БО и до 16% - прицепные захватом б,См.

Соломоуборочные машины представлены толкающими волокушами к тракторам класса 3,0 а 5,0, стогометателем ПКС-1,6 и смфдооформлтелем УСА-10, которые долаош был» в. каждом подразделении хозяйства по одному образцу, а тайке пресс-подборщики K-53Q и К-550, подборщик-шмельчитечь МПУ-150И, подборпцш-уппотнитель М1ТУ-150П, тракторные прицепы с кузовом VK =33м5 п подборщик-стогообразователь Стог-100 со стоговозом Ст-8, которые могут использоваться и в составе внутрихозяйственных отрядов.

Послеуборочная обработка зерна должна выполняться на стационарных пунктах, расположенных в каждом подразделении хозяйства и обеспечивающих приел, очистку и досушку зерна влажностью до 20%.

В третьей главе "Программа н методика экспериментальных иссле-дованшТ приведены этапы разработки перспективных машин и оборудования стационарного комплекса и методики определения качественных и технико-эксплуатационных показателей работы машин.

В четвертой главе "Разработка перспективных машин и стационарного оборудования для уборки к послеуборочной обработки зерна" проведено обоснование конструтггив.чо-технолошческих параметров перспективных машин, описана их конструкция и проанализированы результаты лаборатор-но-полевых исследований и испытаний разработанных машин.

При разработке реверсивной валковой жатки захватом 6 и 12м изучили качество формирования валка существующими жатками и приняли для реверсивной жатки прямоугольную форму выбросного окна с боковым его расположением. В этом случае реверсивная жатка является как бы половиной встречно-поточных, но формирует сдвоенный валок за два прохода жатки (рке.6).

Реверсивная валковая жатка разработана в двух вариантах - навесном и прицепном. Дла агрегатирования ее в навесном варианте разработали специальное энергосредство КС-80Э на базе трактора МТЗ-80, кабины комбайна "Дон-1500" и ведущих колес комбайна СК-5. Жатка может навешиваться на peEepciffiHi.se тракторы ЛТЗ-120. ЛТЗ-155 и зерноуборочный комбайн СК-5 "Нива".

р! =2М±П. £ м; ~~*~ра с л ре дел з ер на.

Рис.6. Формирование сдвоенного валка реверсивной жаткой (а), профиль и основные характеристики валков (б,в).

Экспериментальные исследования реверсивной валковой жатки показали, что равномерность распределения зерна по ширине я параметры сдвоенного валка, сформированного при урожайности зерновых 36,1 ц/га (рис.66), и одинарного валка, в сравнении с базовым, сформированного при урожайности зерновых 5б,3ц/га (рис.бв), отвечают требованиям его качественного подбора и обмолота зерноуборочным комбайном.

Производительность реверсивной жатки при формировании одинарных валков такая же, как к у ЖВН-6Е, а при формировании сдвоенного - на 5-8% меньше из-за увеличения времени поворота агрегата, во время которого происходит резерсирогшше транспортера.

Изучением работы прицепкой реверсивной жатки установлено, что формирование сдвоенных валков возможно при урожайности зерновых менее 25ц/га и низкой их соломистости, только в этом случае ширина и высота одинарного палка, проходящего между колесами трактора, соответствует параметрам его колеи.

При обмолоте сдвоенных валков комбайном "Дон-1500" его производительность увеличилась почти на 20%. а расход топлива снизился более, чем на 16% из-за уменьшешм колебаний крутящего момента г;а валу барабана п частоты его крещения. Стабилизация этт; показателей произошла за счет нагфаплелня дополнительной энергии, освободившейся при перемещении комбайна с меньшей рабочей скоростью, на преодоление пихсвых нагру-

■зок, возникающих при работе молотильного барабана. Снижение расхода топлива произошло также и за счег сокращения пути, проходимого им при обмояите сдвоенных аглксв.

Модернизация навгаюго копнителя комбайна была направлена на создание условий, источающих влияние степени заполнения копнителя НЧУ на величину потерь зерна за очисткой, которые в сравнении с комбайнами с капотом в 1,5 раза выше. При уоорке хопен НЧУ около 9% потерь составляют фракции размером до 9см, т.е. это сходы с очистки. Поэтому считаем целесообразным отказаться от сбора половы в копнитель. Дня этого изменяли конструкцию днища так, что воздушный поток беспрепятственно выходит за пределы молотилки вниз под днище, равномерно распределяя полову по полю на ширину молотилки.

Экспериментальные исследования комбайна "Дон-1500" с измененным днищем копнителя показали, что при одинаковом с эталоном уровне потерь за очисткой приведенная подача у этого комбайна увеличилась на 1518%, а при одинаковой приведенной подаче потери зерна сократились на 1924%.

Разработка толкающих волокуш, была выполнена на основании кон-структивно-технологцчесхих параметров (ширина захвата и масса транспортируемой стяжки), полученных в главе 2. Снижение потерь НЧУ при сталкивании копен соломы разработанными толкающими волокушами в сравнении с тросовыми в 1,5-2,0раза достигнуто наличием пальцевой грабельной решетки по всей ширине волокуши и установкой гибкого элемента (троса) между боковинами волокуши. Длина троса бьша выбрана такой, чтобы в рабочем положении волокуши он располагался под пальцами грабельной решетки на расстоянии 100-200мм от каждого носка пальцев.

При работе толкающей волокуши на навесную систему трактора, движущегося задним ходом, действуют дополнительные нагрузки, усложняя поворот агрегата. Было установлено, что более нагруженной является задняя ось трактора. При складывании полурам на максимальный угол 8 = 0,5рад (30°), когда радиус поворота Я составляет около 10м, боковой увод колес задней оси трактора может достигать 0,15рад. Но в рабочем режиме трактор двгскется по радиусу более 30м, при этом потери соломы соответствуют агротехническим требованиям и углы бокового увода его задней оси не превышают 0,07рад.

Максимальная величии момента М, необходимого для поворота агрегата в этих условиях, изменяется в пределах ±18,5кНм (рис.7).

Цилиндры гидросистемы управления поворотом трактора обеспечивают момент более 50кНм, т.е. его поворот обеспечтшается и щт движении в более тяже.'шх условиях.

-о»

60

<Ю-30 га,

1»«

. — — — — —.

1 1 .1 -.. ,1

Рпс.7. Зависимость радиусч поворота К и момента М в механизм«: поворота трактора К-701 отО.

сн

42- а.3 0,4

Эксперименталыше исследования толкающих волокуш покачала, что производительность агрегата К-701 с ВНК-11 на 25-30% выше эталона, включающего ВТУ-10 с 2 тракторами Т-150К, а агрегата Т-150К с ВНК-9 -на 30-40%, но в расчете на один трактор эталонного агрегата.

Установлено, что при скирдовании соломы на краю поля наиболее эффето'вна самостоятельная работа толкающих волокуш, сталкивающих солому на край поля. При доставке соломы на ферм)' в состнз технологических комплексов зхлючают тракторные поезда с прицепами общей вместимостью кузова 150м3, а толкающие волокуши сталкивают солому в кучи, формируя их на боковых сторонах поля. Производительность волокуш в этом случае увеличивается в 1,5-1,8раза.

При разработке подборщика-стогообразс-еателя обоснование конст-руктгазно-те:шологических параметров провели путем изучения процесса послойного уплотнения соло мы катковым уплотнителем (рис.8).

Рис.З. Схема хатх,)бого уилггантезя подбор щн«д-стогообразователя: ? -каток; 2-рама; 3,4 - мосшнзм подъема зогасов; 5 - привод катков: 6 - харстка; 7.8 - т>д»кжкая и кеподенжная части камеры.

Закономерность сжатия соломы изучали с использованием зависимости, предложенной И.А.Долгсвым, в которой заменили конечную ¡иотнос-;ъ у, через начальную ув и степень сжатия е и получили формулы для определения высоты слоя Ь а конечной плотности в сжатом состоянии.

Величин)- Руд определяли из выражения: 2®102(31

руд =---5 ^^ (21)

Ь сЗк (я.] +• а£)

гае СЬ - усилие нагружения катка, кг; Ь - ширина катка, м.

Процесс уплотнения в камере стогообразоватедя осуществляется при непрерывной подаче соломы и постепенном увелнчешш высоты формируемого стога до требуемого размера, т.е. происходит послойное уплотнение соломы.

Используя полученные зависимости, принятые параметры ката построили график послойного уплотнения (рис.9), из которого следует, что для •образования стога массой 8,0т его высота будет Ц=3,58м, а плотность у» = 97,5 кг/м3. Для этого потребуется подать в камеру 289 условных слоев соломы высотой 0,05м каждый. Габаритные размеры стога составят 3,1x7,3x3,58м.

Полевые исследования подборщика-стогообразователя покиали, что его сменная производительность составила 23,0т, пропускная способность -около 6,0кг/с, а масса сфоршфованного стога - 5,0т.

Рис.9. График послойного уплотпеши соломы Транспортировку стогов осуществляли самонагружающимсг стогово-зом, про изч о дтельность которого при их транспортировке ка 5,0ш составила 12,6т/ч. а потери соломы - 3,2%.

Подборщик-стогообразователь Стог-100 и стоговоз Ст-100 были включены в "Систему машин" на 1986- 1995гг.

Разработку комплексов машин для заготовки измельченной и неиз-мелъченной соломы без формообразования провели на базе полевых машин МПУ-150 (ГСКБ г.Таганрог) и прицепов, разработанных отделом транспорта ВНИПТИМЭСХ.

Степень измельчения соломы при заготовке принята такой же, как у измельчителей зерноуборочных комбайнов, при которой она еще хорошо скирдуется. Для подачи ее в рядом движущийся прицеп разработали дефлектор, параметры которого обеспечивали устойчивое транспортирование измельченной массы и загрузку прицепоз с допустимыми потерями.

В полевых условиях суммарные потери НЧУ составили 3,5-9,5%, причем около 70% из них - потери мелких фракций за подборщиком.

Производительность полевой машины на уборке валков соломы с массой 5,95кг/с достигла 24,3т за час основного времени, при этом 1^=0,63. а Чпм = 7,0кг/с. •

Для повышена! производительности полевой машины необходимо увеличивать массу валка соломы, т.е. использовать ее на уборке соломы зерновых урожайностью более 40ц/га,

Масса измельченной соломы в кузове единичного прицепа составила около 3,0, а в прицепах тракторного поезда - 5,0т. Плотность массы в кузовах достигла З4,0кг/м3.

Разработанный комплекс в составе одной полевой машины а трех тракторных поездов, работающих в течение 10ч обеспечат заготовку около 160т соломы на расстоянии транспортирования 5км Для повышения производительности на транспортировке неизмельченной соломы, имеющей низкую плотность в свободном состоянии у0=17-20кг/м3, необходимо увеличить ее плотность в кузове прицепа хотя бы до уровня плотности измельченной. Поисковыми исследованиями установили, что, если неязмельченную солому предварительно сжать до плотности 23О-250кг/м3, то после снятия нагрузки ее плотность составит около 50кг/м3. Непрерывный процесс и требуемую плотность предварительного сжатия может обеспечить пресс-шнек. Его параметры определили, используя теоретические предпосылки Оеобова В.И., а установили, что дат достижения требуемой пропускной способности полевой машины цпч=10кг/с при шаге витков заборной части уплотняющего шнека tm, равном нижние подающего транспортера, и угле наклона его винтовой липки 30° диаметр шпека составит Дш=0,3м.

Взаимосвязь производительности Qm и частоты вращения пресс-шнека пга определили из формулы:

Qm~ 0,015 71 (Д:Мъ2) tm Ц> Г0 Пш , т/ч, (22)

где d, - диаметр вала пресс-шнека, м; vi; - коэффициент заполнения объема шнеки массой.

Графическое изображение этого выражения яри различных приведено на рис 10. Заполнение шнека зависит от физико-механических свойств и характеристик стеблезой массы. Установлено, что для короткостебельных культур (ячмень) ^0,6, для культур с длинным стеблем (пшеница, рожь) у=0,4, а для гороха у=0,5.

ю

55

го Ю ш

«Я у 4 У

— - - №

л "11 ■ 1

г | * I 1

Рис.10. Изменение производительности пресс-шнека от частоты его вращения при различных коэффициентах заполнения ебьема шнека массой.

ЧИ Б4 ¿О -'со /Й

Таким образом, для обеспечения заданной производительности на уоорке различных культур пресс-шнек должен иметь регулируемую частоту вращенияв шггервале 70-115мин'. Уплотнение массы происходит в прессовальной камере конической частью пресс-шнека. Требуемая плотность соломистого материала достигается при длине прессовальной камеры Ьш=0,71м, минимальном шаге витков шнека 0,3м, угле наклона стенок камеры 0.26 рад и угле наклона образующей уплотняющего шнека 0,19 рад. Мощность на привод шнека при этих параметрах составила 88,2кВт, а всей полевой машины -1 !5кВт.

В разработанном макетном образце, изготовленном на базе МПУ-150 для подпрессовки и прямолинейного движения массы по пустотелому трубопроводу 4 в кузов прицепа вместо измельчающего барабана установили двухзаходный пресс-шнек 3 под углом 30° к горизонту. Диаметр трубопровода в начале был равен диаметру выходного отверстия прессовальной камеры и составлял 0,56м, а на выходе увеличен до 0,78м (рис. 11).

Экспериментальные исследования разработанной полевой машины показали, что потерн НЧУ в этом варианте ниже (около 8,0%), так как заполнение кузовов прицепов происходит без воздушного потока и солома, выходящая из трубопровода, свободно укладывается в кузов. Производительность в этом случае практически такая же, как и при сборе измельченной соломы и за час основного времени составила 22,2т, но сменная - на 25-30% выше, так как стало меньше остановок полевой'машины на пересмену прицепоз из-за большей плотности соломы в кузове (до 4бкг/.м3). Это привело к увеличению массы соломы в прицепе с кузовом 85м3 до 3,8т, а в прицепах тракторного поезда с 50м3 до 7,1т и позволило при тех же объемах заготовки соломы, что и в предыдущем варианте, обслуживать полосую машину уже двумя тракторными поездами.

Для осуществления перспективных технологических схем уборки НЧУ - валковой и измельчения соломы с разбрасыванием ее по полю - разработали приспособление к комбайну "Дон-]500", выполняющее эти схемы. При его разработке учитывали, что приспособление должно легко переналаживаться с одной схемы на другую, а при укладке соломы в валок гомельчи-

Рис.11. Схема полевой машины со шиексвым уплотнителем: 1 - жатка с подборщиком; 2 - наклонная камера;

3 - пресс-шнек; 4 - продукта провод.

Полевые исследования разработанного приспособления показали, что при формировании валка соломы производительность комбайна не снижается, а качество валка позволяет производить его подбор соломоубороч-ными агрегатами.

В режиме измельчения соломы и разбрасывания ее на ширину захвата жатки 5,86м, неравномерность не превышала 12%. а доля расщепленной соломы составила 62,8%, при этом 84,2% фракций имеют размер до 50мм. Потерн зерна за очисткой комбайна одинаковы как при укладке соломы в валок, когда измельчитель отключен, так и в режиме ее измельчения с разбрасыванием.

Разработка перспе.хтиеного оборудования для послеуборочной обработки и хранения зерна. Основным оборудованием стационарного пункта являются: приемный бункер, зерноочистительная машина п аэрожелоб, устанавливаемый в ангаре. Параметры приемного бункера должны обеспечивать прием партий зерна массой до 10т и направлять его на очистку или в накопительные емкости, вмещающие 30-4От Отделение очистки зерна включает стационарную зерноочистительную маишну (одну или две) пша ОВС-25.

которую можно настраивать на режимы предварительной и окончательной очистки.

Для хранения зерна в состав стационарного пункта включат зерно хранилища ангарного типа размером 15,0x30,0x7,5, вмещающие около ШООт зерна каждое. Высота заполнения его зерном составляет 3,5-4,5м. Боковые нагрузки на стоны ангара от насыпи зерна исключили установкой хлебных щитов, которые позволяют разделить ангары на 2 секции по 450-500т или А -по 200-220т зерна.

Механизацию процессов выгрузки и акшвногс вентилирования зерна осуществили с помощью аэрожелоба со щелями на вертикальных стенках боковых воздуховодов. При активном вентилировании воздух направляют во все воздуховода 1,4 для равномерного продувания насыпи.

Выгрузку зерна с использованием этого аэрожелоба осуще-ствляют в два этапа. На первом выгрузка идет за счет самотечного поступления зерна в загрузочные окна скребкового транспортера 2, расположенного в центральной части насыпи по всей его длине под центральным воздуховодом 1. На втором этапе включают вентилятор и весь воздушный поток направляют в одну или две пары соседних воздуховодов. При этом вектор результирующей скорости Ур воздушного потока, выходящего из щелей боковых воздуховодов, имеет максимальную величину и с помощью направляющ'« лопаток сориентирован в центр аэрожелоба к загрузочным окнам транспортера (рис.12).

Рис. 12. Расчетная схема аэрожелоба: 1,4 - воздуховоды; 2 - транспортер; 3 - задвижка; 5 - хлебные щиты

Расстояние между боковыми воздуховодами влияет на равномерное продувание насыпи и качественную выгрузку зерна, находящегося между ними.

Качественная сушка зерна различной влажности активным вентилированием достигается требуемыми удельной подачей воздуха и расстоянием между воздуховодами. Пользуясь зависимостью, установленной Мельником Б.Е., определили, что для высоты насьши 5,0м и влажности зерна до 22% расстояние между воздуховодами не должно превышать 2,0а. При увеличении влажности зерна и этом же расстоянии между воздуховодами сушку

зерна активным вентилированием можно осуществлять, умегашая высоту насыпи н увеличивая таким образом удельную подачу воздуха.

Высокопроизводительная рыгрузка зерна аэрожелобоы обеспечивается при оптимальном расстоятгн между щелями с наклонными направляющими в вертикальных стенках боковых воздуховодов (рис.13). Установлены зависимость расстояния между щелями Ьга от угла наклона направляющих лопаток а.)" с учетом утла' расширения воздушного потока ф = 2 а2 = 24°, выходящего из щели, (рис. 14) н влияние а," на соотношение результирующей скорости воздушных потоков Ур и скорости струи выходящей из щелей воздуховода (см.рис.12).

Рис.13.Схема выхода воздуха го щелей: 1 - боковой воздуховод; 2 - направляющий воздуховод

1 г \ 1 |

л I 1

Г*

1

• м г\

г д?

т 1.0

а!

Рис. I Зависимость Ь1а н от угла наклона лопаток а/

Анализом этих зависимостей установлено, что наилучшие условия транспортирования зерна воздуцг.гым потоком по горизо!гтальной поверхности достигаются при а]" = 45° , при котором Ур= 13.9 м/с, Ур/Ус=1,41, а =0,32.

В начальной стадш! выгрузки зерна воздушным потоком, когда большая чзсть щелей в боковых воздуховодах закрыта зерном, скорость воздушного потока, выходящего го щелей, расположенных ближе к загрузочным окнам, максимальна, а сложение воздушных потоков на этой стадш! выгрузки не происходит, так как между боковыми воздуховодами находится большое количество зерна Транспортирование зерна в этом случае осуществляется самостоятельными воздушными потоками каждого воздуховода. При этом зерно перемещается не только по поверхности пола, но н по вертикальной стене слоя зерна прижимаясь к ней воздушным потоком.

Анализ условия г при котором обеспечивается транспортирование зерна, позволил определить необходимую мшшмзльную скорость воздушного поток? с учетом коэффициентов зрения зерна о поверхность пола и внутреннего трения зерна в зависимости от скорости шпапкя зерна

Ус>Ув,п [Гтр1(1- ?тр2)-1] здесь { ^,<1, 0< Пр, <ц,2 < 1}. (23)

В результате аналитических исследований установили, что длина бокового воздуховода не должна превышать 4,7м. При этом, ширина всего аэрожелоба составит около 10,0м, количество щелей на одном воздуховоде -15шт., с каждой стороны, а площадь выходного отверстия каждой щели -6,0см2.

Экспериментальными исследованиями установили, что регулирование про1йводительности выгрузки приемного бункера изменением положения заслонок выгрузных окон при изменении влажности и засоренности зерна приводит к сводообразоианию в бунхере и повышенному травмированию зерна при малом его поступлении в загрузочный шнек, имеющий постоянные обороты. При максимально открытых заслонках определили частоту вращения шнека, подающего зерно на очистку, позволяющую настроить зерноочистительную машину на оптимальный режим в диапазоне 18-2бт/ч при предварительной и 8-12,5т/ч при окончательной очистке зерна.

Использование аэрожелоба на сушке и выгрузке зерна пшеницы и подсолнечника показало, что процесс сушки активным вентатироваинем протекает устойчиво. Скорость сушки зерна озимой пшеницы составила 0,0104, а семян подсолнечника - 0,037% в час, производительность выгрузки при самотечном истечении составила соответственно 36,5 и 18,От/ч.

На втором этапе производительность выгрузки зерна озимой пшеницы изменяли от 18,8 до 8,2, а семян подсолнечника - от 12,1 до 7,6т/ч. Поме окончания выгрузки между воздуховодами у хлебных щитов осталось невы-груженным около 0,34% зерна.

Разработай,I схемы перспективного стационарного пункта (рис.15) и проектное предложение ця его создание.

РисД5. Схема стационарного пункта :1-бункер; 2-нория; З-ЗОМ; 4,5-транспортеры; б-аэрожелоб; 7-перегородки; 8-аигар.

В пятой главе "Технико-экономическая эффективность разработанных ког.шлексов машин" определили экономическую эффективность использования оптимизированных процессов и технологических комплексов на базе разработанных маппш (рис.16) путем наложения их на базовые хозяйства Северо-Кавхазского региона.

Машины и оборудование для уборки и послеуборочной обработки зерна, разработанные по результатам выполненной работы.

Разработанные машины, приспособления н оборудование

Жатки валкосые реверсивные

навесная прицепная

Тансающие волокуши к трахторам

К-700А Т-150К

Колипексы машин дли заготовки: соломы в стогах

ф

Ш&*. я

измельченной соломы

рассыхшой уплотненной соломы

^■ХМщгт

Оборудование для приема, досушки и хранения зерна повышенной влажности

I-

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Актуальной научной проблемой снижения затрат тоудэ и среаслт. а также сокрзщения потерь зерна являются разработка методов выбора тех нологических комплексов и определение параметров ноных машин при оптимальном их ззаимодейсгвга: в составе комбайновой технологии уборки я обработки всего биологического урожая зерновых в условиях погодчо-климатнческого цикла.

2. Оптимизацию процессов и технических средств комбайновой тех-нолопш рекомендуется выполнить с использованием методических основ, разработанных на базе системного анализа, путем обеспечения оптимальных условий фугаошопнрования машин ключевых процессов (скашивания хлебов в валки, послеуборочной обработки зерна и уборки НЧУ) к глазной операцга техяокогап - обмолота хлебной массы. Достигается это поэтапной оптимизацией изучаемой технологии, включающей: изучение и описание условий усоркн, оптимизацию процессов технологии с определением основных тех-шисо-эксатуаташгагстх г.араметроз перспегпшных уборочных маилш и стационарного оборудования и технологии в целом с выбором рзипональгадх комплексов машин для условий ПКЦ с учетом направления производствен-иой деятельносш хозяйства.

3. Изучение условий уборки, проведенное на примере СевероКавказского региона в течение погодно-кшвю»тического цикла, позволило сформировать три тага услоштй: засушливые, когда высокие значения суточного дефицита влажности воздуха позволяют вести уборку драктическ« круглосуточно; умеренные, когда продолжателекость обмолота составляет 18-20часов в сутки и влажные, когди сугочшя продолжительность обмолота не превышает 8-10часоз; все хозяйств.-! региона сосредоточить в четырех группах зон по лриролно-кл'.статическкм к кр^вводственно-экономическкм условиям. Одной кз характеристик этих 5рунп является диапазон изменения урожайности. В 1-ю группу вошли сельскохозяйственные зоны региона с урожайностью зерновых до 27,5цЛ*а (30% хозяйств), во вторую группу с урожайностью от 24 до Збц/га (45% хозяйств), в третыо грушу от 33 до 43ц/га (15/'с хозяйств) и в четвертую 1руппу- 10% хозяйств с урожайностью более 40ц/га.

5. Оптимизацией операций иссго технологического процесса устя-ноплено, что:

объемы раздельной уборки должны изменяться от 10-15 во влажных условиях до 50-55% в засушливых, а минимальная величина биологи-чсских потерь зерна о поле имеет место при оптимальном соотношения этих способов и ранней уборке зерновых с алажпосто зерна 18-20%;

максимально* производительность комбашю:« обеспечичаетс* их загрузкой в рациональном длапал-не рабочих скоростей раш-.см 0,7-1,>м/с.

При раздельной уборке это достигается формированием валков требуемой удельной массы реверсивной валковой жаткой формирующей валки с 6.0 и 12,0м, а при прямом комбайнированип - жаткой оптимальной ширины захвата для условий каждой зоны;

объемы заготовки НЧУ для животноводства не превышают 35,4%, а остальную можно утилизировать на удобрение. До 24% НЧУ, используемой на корм, необходимо убирать по валковой технологической схеме с использованием пресс-подборщцкоЕ, формирующих тюки массой 200-400кг, самоходных подборщиков-измельчителей и подборщиков-уплотнителей, прикеп-ного подборщика-стогообразователя, формирующих стога массой до 8,0т. Около 30% НЧУ, 12% которой используется в качестве подстилки и страхового фонда, необходимо убирать но копейной схеме с использованием толкающих волокуш к трактора;.! масса 3,0 и 5,0.

Оставшиеся 50-60% НЧУ необходимо измельчать и разбрасывать по полю с внесение?,! минеральных удобрений и заделкой их вместе с соломой в почву;

затраты на досушку зерна повышенной влажности при ранней уборке зерновых окупаются стоимостью дополнительно собранного зернаг за счет снижения биологических потерь его в поле. Операщш послеубороч;юп обработки и хранения зерна необходимо выполнять на стационарном пункте, размещаемом в подразделениях хозяйства и рассчитанном на обслуживание полевого севооборота.

5. Для сформированных 4-х групп зон из множества технологических комплексов машин выбраны рационалыше по минимальному значению критерия оптимизации, включающего приведенные ззтраты, стоимость потерь зерна и затраты на внесение и приобретение (подготовку) удобрений с лчетом рационального использования НЧУ, которые эффективно работают во всех встречающихся условиях в течение ПКЦ, обеспечивая снижение затрат на уборке зерна на 20-74тыс.руб/т, или на 7-23%. Состав комплекса машин в хозяйствах Северо-Кавказского региона включает 20,7% комбайнов с пропускной способностью 5-6кг/с, 17,2% - 7-8кг/с, 48,3% - 8-9кг/с и. 13,9% - 10-12ШС. Около 30% комбайнов должны оборудоваться копнителями, а остальг2ые1гзАг(^чителями-раз5расквате-ля,мл-валкоукладч11ка.м)1.

В общем парке валковых жаток 80% - навесные реверсивные, arpera-пфуемыг энергосредством на базе трактора МТЗ-80, 4% прицепные реверсивные и 16% прицепные ЖВП-6.

Соломоуборочные машины должны включать в свой состав следующие недостающие машины: толкающие волокуши к тракторам класса 3.0 и 5,0, пресс-подборщики К-530 и К-550, подборщики-измельчители, подборщики-уплотнители и подборщики-стогообразозатели, формирую-щие стога, массой 8,От.

Оборудование для послеуборочной обработки зерна должно обеспечивать прием, очистку и досушку зерна повышенной влажности, а также

длительное хранение зерна с минимальным количеством перевалочных операций.

б. Для оснащения хозяйств региона рациональными комплексами машин разработали:

жатку валковую реверсивную в прицепном и навесном вариантах формирующую как одинарные, так и сдвоенные валки, что повысило прога-водапельность комбайнов на подборе сдвоенных валков на 30-40% и снизило расход топлива нз 10-18%;

модернизированный копнитель зерноуборочного комбайна, не оказывающий влияния кз работу очистки комбайна за счет отказа от сбора половы, что снизило потери зерна за комбайном на 19-24%;

комплекс машин на уборке соломы на базе навесных толкающих волокуш к тракторам класса 3,0 и 5.0, позволивший повысить производительность операции уборки копен соломы с поля на 25-40%, сгапить потеря соломы и ее загрязнение почвой;

комплекс машин для подбора валков соломы я формирования блоков массой до 8,0т с использованием подборщика-стогообразователя и сто-говоза, обеспечивающего производительность до 20,0т в час сменного времени н стоговоза, производительностью до 13,От/ч

комплекс машин для сбора измельченной соломы из валков с использованием самоходного подборщика-измельчителя изготовленного на базе полевой машины МПУ-150 и трех тракторных поездов с двумя прицепами общей вместимостью 150м3 каждый, обеспечивающей производительность 16,4т/ч;

комплекс машин для сбора неизмельченной подпрессозанной соломы из валков с использованием самоходного подборщика-погрузчика с пресс-шнеком и двух тракторных поездов с двумя прицепами общей вместимостью 150м31 каждый, обеспечивающий производительность до 16,От/ч;

приспособление к зерноуборочному комбайну, обеспечивающее измельчение и разбрасывание соломы по полю, а также укладку негпмельчен-ной соломы в валок. При измельчении и разбрасывании неравномерность распределения соломы на ширину захвата жатки составляет 12%, количество расщепленной соломы - 62,8%. Потери зерна за комбайном не изменяются при переналаживании разработанного приспособления на режим формирования валка, когда измельчитель отключается с измельчения и разбрасывания;

проектное предложение на создание стационарного пункта нового поколения, включающего разработанное перспективное оборудование (приемный бункер, зернохранилище на базе ангара с аэрожелобом и др.), обеспечивающее очистку, досушку зерна влажностью до 20% и длительное «ранение всего валового сбора зерна без перевалочных операций.

Т. Внедрение оптимизированных процессов и разработанных технических средств Северо-Кавказском регионе позволят сократить долю- затрат

труда ка уборку и послеуборочную обработку зерна при его производстве на 22°/в, а затрат средств на 5,2%.

Годовой экономический эффект от снижения затрат и с учетом дополнительного сбора зерна по региону составит 2,8 трл.руб.

Осиовиые положения дкссертации отражены в следующих работах:

к Уборка урожая комбайнами "Дон". - М.: Россеяьхозиздат, 1989. -220с. (Соавторы: ЛЬшковпч Э.И., Рогуля В.й., Мещеряков И.К.)

• 2. Механизация уборки соломы и половы. - М.: Россельхозиздат, 1984. - 206с. (Соавторы: Литпсовнч Э.И.. Жуков В.Я.)

3. Оптимизация технологии уборки зерновых в современных условиях /Механизация и электрификация производственных процессов в полеводстве: Сб.науч.тр. / ВНШТИМЭСХ. - Зерноград, 1935 - С.63-70. (Соавтор: Пасечная Л.Д.).

4. Оптимизация загрузки зерноуборочных комбайнов /.Техника в сельском .хозяйстве. - 3997, .N¡»2. -С.24-26.

5. Прогнозирование технического оснащения уборочных работ //Техника в сельском хозяйстве. - 1990, - С.23-25. (Соавторы: Липхович Э.И., Лаврухш АЛ.). .

• 6. Поточная уборка зерновых. //Механизация и элеюрификация сельского хозхйсгбо. - 1983. - Лз8. (Соавторы: Липкович Э.И., Лаврухин А. А.).

. 7. Расчет эффективности переработки зерна на сельскохозяйственных предприятиях //Вестник Российской Академии сельскохозяйственных наук. - 1997. - Л'°4. - С.20-21. (Соавторы: Пасечная Л.Д., Смоленский А.В.).

8. Совершенствование процесса послеуборочной обработки зерна //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1990, №9. - С.20-24. (Соавторы: Липкович Э.И., Пасечная Л.Д., Бойко С.А.).

9. Поточная уборка колосовых культур //Перспективы разшгшя индустриальных технологий уборки, обработки зерновых и кормовых культур в условиях Сибири и Дальнего Востока. Н.Т.Б.Вып.ЗЗ. - Новосибирск: СибИ-МЭ, 1933. - С.5-8. (Соавторы: Линкован Э.И., Жуков В.Я.).

10. Оптимальное оснащение растениеводства комплексами уборочной техники. //Механизация уборочно-транспортных процессов в полеводстве. Сб.науч.тр. / ВНИГГШМЭСХ, - Зерноград Г987 -С.4-18. (Соавторы: Липши ЭЛ., Пасечная Л. Д.)

11. К экономической оценке технологических комплексов маяшк для уборки зерновых колосовых культур. // Перспективные направления совершенствования средств мехашташш в полеводстве. Сб.науч.тр, / ВНИПТИМЭСХ. - Зеркоград, 1984. (Соавтор: Пасечная Л.Д.)

12. Обоснование параметров машин а оборудования стационарного комплекса дяч послеуборочной- о^зоо :ки и хранен;«; зерна. // Технологиче-

окне комплексы и оборудование для мехаштзащш тгрогсводствешых ггропее-сев в полеводстве. Сб.науч.тр./ .ВНИПТИМЭСХ.- Зеркоград, 1994. - е. 160-167.(Соавторы: Пахомоз В.И., Пасечная Л.Д.).

13. Обоснование структуры и состава техчичссик средств комплекса послеуборочной обработки и хранения зерна для хозяйегя разл;пиых ги-пов //Исследования и разработка средств механизации технологических процессов в полеводстве: . Сб.науч.тр./ ВНШ1Т,!С\'1ЭСХ,- Зеркоград, 1993. -с.94-103.(Соавтор: Бойко СЛ.).

34. Рациональные технологии и комплексы машш для послеуборочной обработки зерна // Результаты исследований и разработки по механизации производственных процессов в растениеводстве. Сб.науч.тр.ВНИПТИМЭСХ, Зсрногрлд, 1991. - С.165-367. (Соавторы: Пасечная Л.Д., Бойко С.А.).

) 5. Влияние различных типов м о л огташо -се; тар ир ую пи к устройств зерноуборочных комбайнов на качественные показатели семенного зерна //Исследования и разработки по механизации возделывания, уборки и переработки сельскохозяйственных культур: Сб.науч.тр./ ВНИШ'ИМ'ЭСХ.- Зер-ноград, 1992. - с. 165-171.(Соавтор: Суббота Г.В.).

1 б.Определекие произво.иггелыюстя перспективных зерноуборочных комбайнов в сложившихся условиях уборки. // Совершенствовать средств механизации возделывания зерновых культур: Сб.каучлр. / ВНШТШМЭСХ. - Зернограл, 1984. (Соавторы: Жуков В.Я.. Коршшов С.Т.).

17. К обоснованию валковой технологии уборки везернеюй чести урожая //Исследоваш:е и разработка аысокочро.пгодательтшх технических средств в кормопрогояодсзе: Сб.кауч.тр./ Fi'. П-ПТШМЭСХ.- Зеркоград, 1982. - с.52-64.(Соавтор: Жуков BJL).

18. Результаты экспериментальных исслекоЕаний толкающих волокуш. - Там же. -С.65-68. (Соавторы: Лгврухин A.A., Чалый М.А., Чалый А.М.).

19. Звено по уборке нетерновой части уротая //Зерновое хозяйство. -1979. №4. - С.18-19.

20. Уборха соломы л половы //Зерновое хозяйство. - 1982, Will. -С.36-40. (Соавторы: Самойлов В.Ф., Рсвязяш FJL).

21. Уборка нез"фн0вс'й части урожая /7 Сельские гора - 19S0. - Л'»7. (Соазторы: Лшткович Э.И., Жукоь В-Я., Дмитрове Н.М.).

22.Исследокания технико-экономической оффекпгаяости комплексов машин аля уборки аезерисвой части урожая./,' Ссверш«нство»анне средств механизации для заготовки п ярнготсвления кормоп: . Сб.науч.тр. / ВПППТИМ'ЗСХ - Згрногрлд, 1981. - С.1Л-23. (Соавторы: Самойлов В.Ф., Чалый М.Л.. Сидячс-нко П.И.).

23. Уборочным работам плакирование и управление в масштабах района // Сельское хозяйство России. - 1979. - JSs6. (Соавторы: Рунчев М.С., Липкович Э.Й.. Жуков Б.Я.)

24. Уборка зерновых культур в Ростовской обл. в 1995г. //Рекомендации. - Росгов-на-Дону: Департамeirr с.-х. Ростовской области, 1995 - 28с.. (Соавторы: Ермоленко В.П., Каяиненко И.Г., Липкович Э.И., Трудннков АЛ. н др.).

25. Организация уборочных работ с использованием комбайнов "Дон-1500" и "Дои-1200" /Рексмевдадии,- Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1987. - 4Sc. (Соавторы: Рунчез М.С., Липкович Э.И., Лаврухин A.A. и др.)

26. Рекомендации по использованию комбайнов "Дон-1500" в хозяйствах Тамбовской области /Рекомендации. - Тамбов: ВНИТнН. 1987 - 80с. (Соавторы: Клейменов O.A., Жданов В.Н., Северный А.Э., Мещеряков И.К. и Др.).

Авторские свидетельства

27. A.C. 869655 СССР, МКИ3 А01Д 87/12. Стоговоз / /Липкович Э.И., Жуков BJL, Шабанов Н.И.,и др./Опубл. В БИ 1981 №7.

28. A.C.8S2473 СССР, МКИ3 А01Д S7/12. Толкающая волокуша. /Липкович Э.И., Мкгреладзе Ы.М., Жуков В.Я.. Шабанов Н.И., Дорощук А.И. /Опубл. В БИ I9S1 №43.

29. A.C.SS6S23 СССР, МКИ3 А01Д 87/00, 87/12. Стоговоз. /Липкович Э.И., Жуков В Л., Шабанов Н.И. / Опубл. в БИ 19S1, №45.

30. А.С.934984 СССР, МКИ3 А01Д S7/Û0. СтогообразовАттель /Липкович Э.И., Жуков В.Л., Шабанов Н.И., Самойлов В.Ф. /Опубл. в БИ 1982, №22.

31. A.C.93S818 СССР, МКИ3 А01Д 90/00. Толкающая волокуша. /Лиикович Э.И., Жуков В .Я., Шабанов Н.И., Рогуля В.И.. Мещеряков И.К., Лебедев Г.В., Копченко H.A. и др. /Опубл. В БИ 1982, №24.

32. А.С.946449 СССР, МКИ3 А01 15/00. Тюковочный пресс- * копнитель. /Липкович Э.И., Дорощук А.И., Жуков В.Я., Шабанов Н.И. и др. /Опубл. BEH19S2.№28.

33. A.C.1036289 СССР, МКИ3 А01Д 87/00. Стоговоз. /Лнгткозич Э.И., Жуков В.Я., Шабанов Н.И., Poiy-ля В.И. /Опубл. в БИ 1983, ЛШ.

34. A.C. 1081027 СССР, МКИ3 В60Р 1/28. Транспортное средство для перевозки объемных сельскохот;и;стпс!п;ых грузов /Рогуля В.И., Шабанов Н.И., Дорощук А.И., Самойлов В.Ф. /Опубл. БИ 1984, Кз11.

35. А.С.1147281 СССР, МКИ3 А01Д 90/00. Толхшощая волокуша. ЯСочекян Ю.К., Мсщерякоз И.К., Липкович Э.И., Шабанов Н.И. и др. -/Опубл. БИ 1985 №12.

36. А.С.1211106 СССР, МКИ3 В60Р 1/28. Транспортное средство для перевозки легковесных грузов В.Н., Липковь*ч ЭЛ., Мещеряков И.К., Шабанов HJi. и др. /Опуйл, БИ iз С Li%6. .

37. А.С. 1486093 СССР, М®' АО) 41/12. Устрой'.™?. дл« очистки зернового вороха и домолота колосьев / Липковнч Э.И., Шабэчсв Н.И., Рогуля В.И., Корнилов С.Т. / Опубл. БК 1989, №22.

38. А.С.1667711 СССР, МКИ3 А01Д 50/00. Устроястао длг уйорки сеносоломистогс материала. /Лтткович Э.И., Шабанов Н.И., Рогули В.И, Лаврухзщ А.А., Копчетсо НА.., Кордит: В.Ф., Бооришез О.В., Вярггичн В Ж. /Опубл. В БИ 1991, N£29.

Диссертация

защищена на заседании диссертационного совета Д 020.36.01 во Всероссийском научно -исследовательском и проектно -

технологическом институте механизации и электрификации сельского хозяйства 16апреля 1998 года, протокол № 66

Ученый секретар|г?|ШсЬавета

Д 020.36.01, к.т.1

В.Ф. Хлыстунов

гЧ/

К

/ >7

/ / <У /

А

с

Российская Академия сельскохозяйственных наук ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ВНИПТИМЭСХ)

На правах рукописи

ШАБАНОВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОМБАЙНОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ И ОБРАБОТКИ ВСЕГО БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОЖАЯ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного

производства

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук

Зерноград 1998

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ.............................................................................................11

1.1. Современное состояние уборки всего биологического урожая зерновых колосовых культур...........................................................11

1.2. Взаимосвязь процессов уборки зерновых культур и послеуборочной обработки зерна....................................................39

1.3. Обоснование научной гипотезы и постановка проблемы исследований......................................................................................44

1.4. Цель и задачи исследований............................................................50

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ И ОБРАБОТКИ ВСЕГО БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОЖАЯ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР..........................................................52

2.1. Основные положения методики оптимизации технологии..........52

2.2. Формирование статических моделей условий уборки зерновых колосовых культур.............................................................................57

2.3. Оптимизация технологических процессов уборки и послеуборочной обработки зерна....................................................72

2.3.1. Моделирование работы технических средств на операциях технологии уборки и послеуборочной обработки зерна...........72

2.3.2. Разработка модели оптимизации технологии уборки и обработки всего биологического урожая зерновых

колосовых культур........................................................................90

2.3.2. 1. Выбор критерия оптимизации.........................................90

2.3.2.2. Графовая модель технологии уборки и обработки всего биологического урожая зерновых колосовых культур...............93

2.3.3. Оптимизация процессов скашивания и обмолота зерновых....99

2.3.3.1. Определение оптимального соотношения объемов раздельного способа уборки и прямого комбайнироьания.......99

2.3.3.2. Обоснование условий эффективного функционирования зерноуборочных комбайнов.........................................................106

2.3.4. Оптимизация технологических процессов уборки незерновой части урожая зерновых колосовых культур..............................123

2.3.4.1. Оптимизация соотношения технологических схем

уборки незерновой части урожая зерновых колосовых культур.........................................................124

2.3.4.2. Повышение эффективности копенной технологической схемы уборки незерновой части урожая..................................131

2.3.4.3. Обоснование перспективных машин для валковой технологической схемы уборки незерновой части урожая ....133

2.3.5. Оптимизация процесса послеуборочной обработки

и хранения зерна........................................................................148

2.3.5.1. Обоснование уборки и послеуборочной обработки и хранения зерна повышенной влажности.................................149

2.3.5.2. Выбор технологии и оборудования для послеуборочной обработки и хранения зерна повышенной влажности.....152

2.4. Оптимизация технологии уборки и обработки всего

биологического урожая зерновых колосовых культур..........158

2.4.1. Графовая модель технологии уборки и обработки

всего биологического урожая зерновых колосовых культур .158

2.4.2. Рациональные технологии и комплексы машин............165

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ...............................................................................181

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................................185

3.1. Программа экспериментальных исследований..........................185

3.2. Методика экспериментальных исследований...........................185

3.2.1. Методика лабораторных исследований по определению реологических свойств соломистого материала..........186

3.2.2. Методика определения качественных показателей уборочных машин.........................................................................188

3.2.3. Методика определения технико-эксплуатационных показателей работы уборочных машин.....................................195

4. РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УБОРКИ И ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА................196

4.1. Разработка реверсивной валковой жатки для формирования одинарных и сдвоенных валков...................................................196

4.1.1. Обоснование конструктивно-технологической схемы реверсивной валковой жатки.....................................................199

4.1.2. Описание конструкции реверсивной жатки...................207

4.1.3. Определение качественных и технико-эксплуатационных показателей работы навесной реверсивной жатки..........212

4.1.4. Определение качественных и технико-эксплуатационных показателей работы прицепной реверсивной жатки......222

4.1.5. Влияние сдваивания валков на технико-эксплуатационные показатели работы зерноуборочных комбайнов ....225

4.2. Разработка перспективных машин для уборки незерновой части урожая по копенной технологической схеме................227

4.2.1. Модернизация навесного копнителя зерноуборочного комбайна....................................................................................227

4.2.2. Результаты экспериментальных исследований по определению эффективности работы комбайна с модернизированным копнителем...........................................229

4.2.3. Обоснование конструктивно-технологических параметров толкающих волокуш к тракторам класса 5,0 и

3,0 и описание их конструкции..............................................231

4.2.4. Результаты экспериментальных исследований по определению качественных, энергетических и технико-

эксплуатационных показателей толкающих волокуш........242

4.3. Разработка комплекса машин для уборки незерновой части урожая по валковой технологической схеме с

образованием стогов массой до 8,0т.......................................247

4.3.1. Обоснование конструктивно-технологических параметров и описание конструкции подборщика-стогообразователя и стоговоза для формирования и транспортировки стогов массой до 8,0т..............................247

4.3.2. Экспериментальные исследования по определению агротехнических и технико-эксплуатационных показателей подборщика-стогообразователя и стоговоза ..261 4.4. Разработка комплекса машин для заготовки измельченной незерновой части урожая по валковой технологической

схеме...........................................................................................266

4.4.1. Обоснование конструктивно-технологических параметров и описание конструкции самоходного подборщика-измельчителя....................................................266

4.4.2. Экспериментальные исследования комплекса машин для сбора измельченной соломы............................273

4.5. Разработка комплекса машин для заготовки неизмельченной незерновой части урожая по валковой технологической схеме .......................................................277

4.5.1. Обоснование конструктивно-технологических параметров и описание конструкции самоходного подборщика-уплотнителя шнекового типа.......................277

4.5.2. Экспериментальные исследования комплекса машин для заготовки подпрессованной незерновой части урожая по валковой технологической схеме..........282

4.6. Создание приспособления к зерноуборочному комбайну для укладки соломы в валок или ее измельчения с разбрасыванием.....................................................................286

4.7. Разработка перспективного оборудования для послеуборочной обработки, сушки и хранения зерна.......291

4.7.1. Обоснование конструктивно-технологических параметров перспективного оборудования стационарного комплекса.............................................................................291

4.7.2. Обоснование конструктивно-технологических параметров аэрожелоба......................................................300

4.7.3. Результаты экспериментальных исследований по определению режимов работы оборудования стационарного комплекса.....................................................309

4.7.3.1. Результаты экспериментальных исследований режимов выгрузки зерна из приемного бункера зерноочистительной машины...............................................309

4.7.3.2. Результаты экспериментальных исследований режимов выгрузки зерна из аэрожелоба...............................312

4.7.4. Разработка проектного предложения на создание перспективного стационарного комплекса..........................317

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ..............................................................323

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННЫХ КОМПЛЕКСОВ МАШИН..............................325

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКО^НДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.......345

6.1. Общие выводы.........................................................................345

6.2. Рекомендации производству...................................................350

ЛИТЕРАТУРА...........................................................................................352

ПРИЛОЖЕНИЯ.........................................................................................363

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Анализ современного состояния механизации уборки и обработки всего биологического урожая зерновых колосовых культур показывает, что несмотря на оснащение хозяйств новыми уборочными машинами, агрегатами и комплексами для послеуборочной обработки, ее доля в общей структуре затрат труда и средств на производство зерна еще высока и составляет 60-70%. Велики и потери зерна, которые только в уборочном процессе составляют по России около 15млн.т [1].

Стремление повысить эффективность уборочных работ привело к созданию высокопроизводительных машин (комбайны "Дон-1500", агрегаты ЗАВ-50 и ЗАВ-100), интенсифицирующих лишь отдельные процессы технологии уборки и обработки всего биологического урожая. Техническое же оснащение остальных операций технологии (скашивание хлебов в валки, уборка незерновой части урожая и послеуборочная обработка зерна с его хранением) осталось практически без изменений. В результате новые высокопроизводительные комбайны не используют свои технические возможности при обмолоте валков малой массы, а оборудование их приспособлениями для сбора всей незерновой части (навесной копнитель или измельчитель) приводит к снижению производительности комбайнов еще на 10-30%, что вызывает увеличение сроков уборки и потерь зерна.

Однако для нужд животноводства требуется лишь около 30% незерновой части урожая (НЧУ) и эти объемы в ближайшей перспективе не увеличатся. Поэтому для упрощения уборочных работ необходимо убирать только используемую в животноводстве НЧУ, а большую ее часть оставлять в поле для запашки при основной обработке почвы с дополнительным внесением удобрений, ускоряющих процесс разложения соломы, что позволит сохранить плодородие почвы, сократить потери зерна и изменить структуру затрат на его производство.

На величину биологических/потерь зерна в поле оказывает влияние и его послеуборочная обработка. Техническое оснащение хозяйств основных зернопроизводящих регионов России обеспечивает только очистку и временное хранение зерна на крытых токах. Оборудование для сушки и длительного хранения зерна отсутствует, особенно это относится к южным регионам России, где в хозяйствах производится большая часть валового сбора продовольственного зерна. Такое положение приводит к длительным простоям зерноуборочных комбайнов в поле в ожидании снижения влажности зерна до кондиционной, что вызывает его повышенные биологические потери.

Снижения их можно достичь, если начинать обмолот при повышенной влажности зерна, но существующее оборудование по его досушке имеет повышенные затраты труда и средств.

Новые экономические условия требуют создания в хозяйствах специализированных зернохранилищ с системой активной вентиляции зерна, позволяющих сохранить выращенный урожай в течение длительного периода и реализовать его по наиболее выгодным ценам. Очистка, досушка и хранение зерна в местах его производства снижают транспортные расходы в уборочный период. ,

Это говорит о необходимости более полного учета конкретных условий производства и уборки зерна, а также комплексной разработки и внедрения перспективных машин на основных операциях уборки и послеуборочной обработки зерна с учетом их функционирования в изменяющихся погодно-климатических условиях.

Сложившееся положение в значительной мере объясняется отсутствием теоретических разработок по выбору технологических комплексов и определению параметров новых машин при оптимальном их взаимодействии в составе технологии уборки и обработки всего биологического урожая зерновых в условиях погодно-климатического цикла (ПКЦ). В связи с изложенным, разрабатываемая проблема является актуальной и имеет научное и прикладное значение.

Связь работы с научно-техническими заданиями (межрегиональными и отраслевыми). Изложенный в диссертационной работе материал посвящен исследованию этой проблемы и является итогом научно-исследовательской работы автора, которая выполнялась в соответствии с отраслевыми программами 0.Ц.032., 0.Ц.048, О.сх.ПО и тематикой ВНИПТИМЭСХ на 1980-2000гг., утвержденной РАСХН:

"Разработка и внедрение эффективных технологий механизированного возделывания, уборки и переработки всего биологического урожая зерновых колосовых, кукурузы и кормовых культур применительно к условиям зоны Северного Кавказа, ЦЧО и Поволжья, обеспечивающих снижение затрат труда в 1,5-2,0раза" (Проблема 0.1, 1981-1985гг.), "Разработка и внедрение технологических процессов уборки всего биологического урожая зернових культур на базе высокопроизводительных мобильных и стационарных технических средств, прогрессивной организации производства работ в южной степной зоне РСФСР" (Проблема 0.51.12.06, 1986-1990гг.), "Разработка технологических процессов и создание комплексов машин для уборки и послеуборочной обработки зерна с оборудованием для его хранения и приготовления концкормов в цехах малой мощности, работающих в автоматизированном режиме" (Проблема 03, 1991-1995гг.).

Целью настоящих исследований является обоснование путей сокращения потерь зерна, повышение его качества и сохранение плодородия почвы на основе оптимизации основных технологических и технико-эксплуатационных параметров процессов скашивания, обмолота,

обработки зерна и уборки незерновой части урожая и состава технологического комплекса машин.

Объекты исследований - технологические процессы уборки зерновых колосовых культур, послеуборочной обработки и хранения зерна. Рабочие органы, макетные и опытные образцы разрабатываемых машин.

Методика исследований. Оптимизацию процесса уборки и обработки всего биологического урожая зерновых колосовых культур провели поэтапно: на первом этапе сформировали статистические модели условий и объемов уборки зерновых; на втором с использованием имитационного моделирования оптимизировали операции изучаемого технологического процесса и определили основные технико-эксплуатационные параметры перспективных технологических комплексов машин, обеспечивающих максимальную производительность зерноуборочного комбайна и минимальные затраты труда и средств, а на третьем этапе на базе существующих уборочных машин и перспективных, основные параметры которых были определены выше, с использованием графовой модели сформировали рациональные комплексы машин для условий погодно-климатического цикла (ГЖЦ) с учетом направления производственной деятельности хозяйств.

Обоснование конструктивно-технологических параметров и режимов работы перспективных машин проводили путем изучения физической сущности процессов уплотнения соломы в открытых камерах, движение частицы по дефлектору, уплотнение сено-соломистого материала шнековым рабочим органом и транспортирование материалов воздушным потоком. Экспериментальные исследования проводили как с помощью общих методик и отраслевых стандартов по испытанию сельскохозяйственной техники, так и специальных разработанных автором при исследовании толкающей волокуши, подборщика-стогообразователя и др., предусматривающих получение агротехнических и технико-эксплуатационных показателей уборочных машин.

Достоверность выводов и предложений подтверждается результатами многолетних лабораторно-полевых исследований, широкой хозяйственной проверки разработанных машин и испытаний на МИС в различных регионах РФ. /

Научная новизна исследований заключается в получении следующих научных результатов, которые выносятся на защиту:

1. Методические основы оптимизации технологического процесса уборки и обработки всего биологического урожая зерновых колосовых культур с использованием системного подхода.

2. Конструкции и режимы работы машин для скашивания хлебов в сдвоенные валки, уборки незерновой части урожая по копенной и валковой технологическим схемам, модернизиров�