автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Параметры и режимы работы питателя шнека бункера зерноуборочного комбайна при выгрузке невеяного вороха семян люцерны

На правах рукописи

Шматко Геннаднй Геннадьевич

ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ПИТАТЕЛЯ ШНЕКА БУНКЕРА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ПРИ ВЫГРУЗКЕ НЕВЕЯНОГО ВОРОХА СЕМЯН ЛЮЦЕРНЫ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства (по техническим наукам)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-1 АВГ 2013

005531803

3ерноград-2013

005531803

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

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Рндный Сергей Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Краснов Иван Николаевич (ФГБОУ ВПО АЧГАА, профессор кафедры)

кандидат технических наук Жидков Геннадий Алексеевич

(ФГБУ «Северо-Кавказская МИС», директор)

Ведущая организация: Новокубанский филиал Федерального

государственного научного учреждения «Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса» (ФГНУ «Росинформагротех») -КубНИИТиМ

Защита диссертации состоится 30 августа 2013 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01, созданного при ФГБОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» по адресу: 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия».

Автореферат разослан « IЭ 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Н. И. Шабанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Национальным проектом «Развитие АПК России», так же как и «Доктриной продовольственной безопасности Российской Федерации», в качестве приоритетных направлений развития сельского хозяйства предусмотрены:

— ускоренное развитие животноводства;

— стимулирование развития малых форм хозяйствования в АПК.

Ускоренное развитие животноводства невозможно без создания должной базы кормовых трав - люцерны, рапса, клевера и др., к тому же являющихся хорошими предшественниками. Важной кормовой культурой в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах является люцерна.

Основным способом уборки семенных посевов люцерны, который сокращает потери семян, является способ по схеме «Невейка». При таком способе уборки в бункере зерноуборочного комбайна собирается разно-фракционный семясодержащий невеяный ворох повышенной влажности, выгрузка которого сопровождается существенными сложностями.

Вибропобудитель, размещенный в бункере серийного зерноуборочного комбайна, технологически и конструктивно не приспособлен к выгрузке материала такого рода, что приводит к увеличению времени разгрузки бункера, а применяемые подручные средства - к травматизму комбайнеров.

Актуальной задачей в настоящее время является стабилизация выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера. Это уменьшит простои комбайна под разгрузкой и обеспечит соблюдение требований техники безопасности.

Настоящие исследования и разработки, составившие основу диссертации, проведены в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» на 2010-2015 гг., по теме № 1.1.8 «Разработка устройства для улучшения выгрузки малосыпучего вороха из бункера зерноуборочного комбайна, обеспечивающего снижение простоев комбайнов в период уборочных работ».

Степень разработанности. Уровень разработки превышает отраслевой, так как применение питателей шнека бункера зерноуборочного комбайна позволяет уменьшить простои комбайнов при выгрузке в 3 раза.

Цель работы — повышение производительности зерноуборочных комбайнов путем стабилизации выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера.

Объект исследования — процесс разгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна, оборудованного питателем выгрузного шнека.

Предмет исследования - определение взаимодействия рабочих органов питателя выгрузного шнека с невеяным ворохом люцерны при ее уборке зерноуборочным комбайном.

Научная гипотеза - повышение качества выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера комбайна, сокращение затрат времени на это и безопасность этого технологического процесса возможны совершенствованием питателя, предотвращающего образование сводов.

Рабочая гипотеза - экспериментальным обоснованием параметров и режимов работы усовершенствованного питателя возможны устранение образования сводов в бункере комбайна при выгрузке невеяного вороха семян люцерны и стабильность процесса его выгрузки.

Научную новизну работы составляют:

- математические модели подачи невеяного вороха семян люцерны питателя штангового типа к шнеку бункера зерноуборочного комбайна и мощности его привода;

- закономерности взаимодействия рабочих органов питателя с невеяным ворохом семян люцерны;

- уточненные данные по физико-механическим свойствам невеяного вороха семян люцерны;

- регрессионные зависимости производительности усовершенствованного питателя шнека бункера комбайна, его параметры и режимы работы.

Практическую значимость представляют конструкции питателей вороха семян люцерны, защищенные патентами на изобретения и внедренные в хозяйствах Ставропольского края, усовершенствованный технологический процесс выгрузки этого вороха их бункеров различных комбайнов, методика расчета питателя и рациональные режимы его функционирования.

Реализация результатов исследования. Разработана конструкторская документация на усовершенствованный питатель вороха семян люцерны применительно к выгрузке его из бункеров комбайнов «Дон-1500Б» и «Асгоз-530». Изготовлены опытные образцы питателей шнека бункера к этим комбайнам и внедрены во ВГУП «Рассвет» и в ООО ОПХ «Луч» Новоселицкого района Ставропольского края. Результаты научно-исследовательских разработок используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО Ставропольский ГАУ.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность экспериментальных данных оценивалась р-критериями Фишера, критериями Кохрена, коэффициентами детерминации и подтверждена положительными результатами лабораторно-полевых и производственных проверок питателя шнека бункера зерноуборочного комбайна.

Основные результаты исследований изложены на международных специализированных агропромышленных выставках «Агроуниверсал» (Ставрополь, 2008-2012 гг.). Результаты исследований доложены и одобрены на научных конференциях СтГАУ (Ставрополь, 2006-2012 г.); научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение» (Одесса, 2007 г.). Получены диплом лауреата I сте-

пени на соискание гранта Ставропольского государственного аграрного университета в области науки и инновации для молодых ученых (Ставрополь, 2012 г.); диплом I степени в номинации «Лучший инновационный проект в области передовых технологий машиностроения и металлургии» (Санкт-Петербург, 2012 г.). Результаты исследований оценены на всероссийских конкурсах и грантах дипломом победителя программы Министерства образования и науки Российской Федерации «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (Ставрополь, 2013 г.).

Положения, выносимые на защиту:

- уточненные данные по физико-механическим свойствам компонентов вороха люцерны;

- конструкция и принцип работы питателей, обеспечивающих стабильную выгрузку невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна;

- условия появления дополнительных усилий, способствующих разрушению возникающих сводов и зависимость для определения мощности, необходимой для работы питателей шнека, при перемещении вороха;

- рациональные параметры и режимы работы питателей шнека бункера зерноуборочного комбайна, а также технико-экономическая оценка их применения.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 12 печатных трудах, в том числе в 5 изданиях, рекомендованных ВАК. Получены 4 патента РФ на изобретения и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 121 наименования, в том числе 20 на иностранных языках, и приложений. Работа изложена на 137 страницах, содержит 46 рисунков и 37 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во веденин обоснована актуальность работы, сформулированы состояние вопроса, цель исследования и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса разгрузки бункеров комбайнов, цель и задачи исследования» приведен анализ существующих технологий уборки семенных посевов люцерны, способов выгрузки материала из бункера, а также устройств для его осуществления. Рассмотрены конструкции питателей для стабильной подачи невеяного вороха к выгрузному устройству в бункерах зерноуборочных комбайнов, выявлены их достоинства и недостатки. На основании аналитических исследований установлено, что наибольшую эффективность выгрузки из бункера комбайна невеяного вороха семян люцерны обеспечивают скребковые и комбинированные питатели. Исследованиям в области выгрузки материалов из бункеров посвящены работы К. В. Алферова, А. Н. Арефьева,

Е. А. Банит, В. А. Богомягких, Н. М. Беспамятновой, Л. В. Гячева, Р. Л. Зенкова, В. А. Надеждина, В. С. Кулакова, А. И. Пахайло, А. П. Пеп-чука, Г. И. Покровского и других ученых и научных коллективов ГНУ СКНИИПТИМЭСХ, ФГБОУ ВПО АЧГАА, ГНУ ВИМ и ВИЭСХ, ФГБОУ ВПО КубГАУ и др. Они показали, что разгрузка бункеров зерноуборочных комбайнов при уборке люцерны на семена затруднена и сопровождается значительными ее потерями. Анализ этих исследований свидетельствует о недостаточной изученности закономерностей взаимодействия рабочих органов бункера с невеяным ворохом семян люцерны и процесса подачи его питателями к шнеку комбайна.

В связи с этим в задачи исследования входило:

— уточнить основные физико-механические свойства компонентов невеяного вороха люцерны, оказывающие влияние на процесс его выгрузки из бункера зерноуборочного комбайна;

— исследовать процесс выгрузки невеяного вороха люцерны и обосновать принцип работы и конструкцию питателей шнека бункера зерноуборочного комбайна вибрационно-решетчатого и скребкового типов;

— определить условия появления дополнительных усилий, приводящих к разрушению возникающих при выгрузке невеяного вороха люцерны сводов, и установить зависимость для определения мощности, необходимой для работы питателей шнека при перемещении вороха;

— обосновать рациональные параметры и режимы работы питателей шнека вибрационно-решетчатого и скребкового типов;

— дать технико-экономическую оценку эффективности применения усовершенствованных питателей шнека при выгрузке невеяного вороха люцерны из бункера зерноуборочного комбайна.

Во второй главе «Теоретические исследования процесса выгрузки невеяного вороха семян трав из бункера зерноуборочного комбайна» определены факторы, затрудняющие подачу и выгрузку невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна. Рассмотрены условия, определяющие устойчивость сводов в бункере комбайна с невеяным ворохом семян люцерны, условия подачи невеяного вороха семян люцерны к выгрузному шнеку зерноуборочного комбайна. Установлено, что это в значительной мере зависит от координат центра тяжести массы невеяного вороха в бункере зерноуборочного комбайна в вертикальном сечении.

По мере разгрузки бункера центр тяжести массы вороха в нем смещается. Это вызывает появление дополнительных сил, продавливающих свод и приводящих к его обрушению.

Для перемещения нижнего слоя вороха к выгрузному устройству бункера зерноуборочного комбайна и тем самым разрушения сводов нами предложены усовершенствованные питатели для стабилизации выгрузки этого вороха (рис. 1).

Рисунок I - Конструктивно-технологические схемы усовершенствованных питателей шнека бункера: а — питателя вибрациоино-решетчатого типа (патент РФ № 2370941);

6 - питателя скребкового типа (патент РФ № 2416558); 1 - вибропобудитель; 2 - продольная планка; 3 - поперечная планка;

4 — опорное колесо; 5 — ограничители

Питатель вибрационно-решетчатого типа предназначен для существующих конструкций бункеров комбайнов «Дон-1500Б» и «Acros-530». Он состоит из вибропобудителя, продольной и поперечной планок, опорного колеса.

Питатель скребкового типа имеет большую производительность и предназначен для вновь проектируемых бункеров зерноуборочных комбайнов. Отличительной особенностью данной конструкции в сравнении с первым вариантом являются наличие ограничителя и возможность поворота поперечных планок во время работы питателя.

Для определения основных параметров питателя рассмотрены силовые воздействия его рабочих органов на невеяный ворох, приводящих к его деформации.

При работе питатель высотой h (рис. 2) сжимает порцию вороха длиной L (Ly Lr L . — участки порции с различной плотностью), воздействуя на неё по плоскости, расположенной под углом естественного откоса ^ к направлению движения под углом р наклона днища бу нкера к горизонтали. Условие неразрывности вороха по высоте с учетом суммарной силы сцепления Р слоев будет

РЪ >F^,+Rbp( sinf + / cos А (О

СС иОК \ С )

где F^ ^ - силы трения вороха о боковые стенки, Н; Rbp - реакции слоев вороха верхнего пласта, Н;f — коэффициент трения вороха о боковые стенки.

Сила Ръ зависит от уровня расположения пласта. С учетом этого: сс

РЪ =ВА (2)

сс ас!

где В - ширина порции вороха, м; А^ - эмпирический коэффициент; к^ -высота слоя вороха над толкателем питателя, м.

Рисунок 2 - Схема сил. действующих на невеяный ворох при рабочем ходе планки скребка-питателя

При движении питателя в обратном направлении (рис. 3) его плоскость наклонена под углом а . От воздействия на неё составляющих сил и т (тг-~ масса порции вороха над питателем) возникает сила трения Р и его горизонтальная составляющая:

тр 1

Гг =/ (т л + (3)

тр ■'сХ пб" 61 б

Рисунок 3 - Схема сил, действующих на планку-скребок питателя при обратном ходе

Перемещаемую массу вороха Мф) определяем путем суммирования ее количества на трех участках призмы волочения по рисунку 2 - Ь2,1,:

м = 0,5р0 • к р • В ■ (¿2 ■■ +¿2 + ¿2. 1ёф ь (4)

где р0- плотность вороха в верхней части порции, кг/м3; к — коэффициент изменения плотности пласта вороха на глубине к.

Полученные зависимости функционирования питателя позволяют обосновать основные параметры и режимы работы его для разрушения сводов и подачи невеяного вороха к выгрузному устройству бункера комбайна при уборке люцерны на семена.

Сила сопротивления движению питателя (рис. 4) представляет силу среза У , возникающую между верхними поверхностями каркаса питателя, планок, размещенных в нем, и массой срезаемого вороха:

Рср = \р-А, (5)

где /• - сила среза, Н; т - напряжение среза для массы вороха, Н/м2; А - площадь пластин решетки, м2.

Рисунок 4 - Схема питателя скребкового типа: / - поперечина рамки; 2 - пластины питателя; 3 - оси пластин; 4 - боковина рамки; ¡} - угол наклона питателя к горизонтальной плоскости; И — высота пластины; Ь — длина пластины; / — расстояние между пластинами

Площадь планок каркаса питателя:

А = 1 п-Ь, (6)

где / - расстояние между пластинами, м ;Ь- длина пластины, м; п - число ячеек в питателе.

К силам сопротивления поступательному движению питателя скребкового типа относится и сила трения питателя о днище корпуса бункера комбайна:

= /' -ЛГ (7)

гпр тр э v '

где рр _ СИЛа трения пластины скребкового питателя о днище бункера комбайна, , - коэффициент трения невеяного вороха о стальную поверхность; лГ- нормальная сила, действующая со стороны пластины на днище бункера, Н.

Направим далее ось х вдоль нормали к поверхности днища бункера (рис. 5) по направлению действия силы N, тогда в равновесии сумма проекций сил будет:

N = mg ■ cos Р, (8)

где т - масса питателя, кг; g- ускорение свободного падения, м/с2; р -угол наклона днища бункера к горизонту, град.

Масса питателя составит: m = pM[hb&n + 2SJL' + L")], (9) где S - толщина пластины питателя, м; L', L" — длина поперечины и боковины каркаса питателя, м; р„ — плотность металла каркаса питателя, кг/м3; Sn— площадь поперечного сечения решетки питателя, м2.

Тогда сила трения питателя о дно бункера F"„P:

Fl = и gPM(hb-Sn + 2SJL' + V))-cos p. (10)

Поступательному движению питателя противостоит и сила трения вороха, которая равна:

K7=f:;-m€opg-co^ (и)

гДе fmp ~ коэффициент трения вороха о поверхность днища бункера; твор - масса вороха в ячейках решетки питателя и масса вороха, передвигаемого передней частью каркаса питателя, кг.

™*p = r""-pZ.> О2)

где V'°p - объем вороха, перемещаемый питателем, м3; Ртот - плотность вороха, кг/м3.

У = V°°p' + v°°r", (13)

где V"op, V"°p - объемы вороха во всех ячейках питателя и перемещаемый передней планкой питателя, м3. Тогда: , „ ,

y"°" = Veop +y.oj, =b.hl-n\v + -h-L-2b-\v = hb-f-\\i(nl + L). (14) Таким образом, суммарная сила сопротивления движению питателя будет

Если потерями энергии в механизме привода питателя пренебречь, то затраты мощности NMoH на придание питателю поступательного движения составят

NMOUI = Fam-vcp, (16)

где - затраты мощности на придание питателю поступательного движения, Вт; - суммарная сила сопротивления движению, Н; % - средняя скорость поступательного движения питателя, м/с,

Рисунок 5 - Схема действия сил сопротивления поступательному движению питателя

VC= L/t,

где t - время поступательного перемещения питателя на расстояние L, м.

С учетом ранее полученного выражения для силы сопротивления ЛГ„, = 2/ • L [р „ ■ g ■ fmp (h ■ b ■ S • n + 2S„ .(£' + Г ))cos p •+ h ■ b ■ L ■ v(n +1)] ■ ■ pZ.'cos P • (17) Технологической целью при выгрузке невеяного вороха из бункера зерноуборочного комбайна является создание в невеяном ворохе семян люцерны деформационных усилий, изменяющих его состояние для обеспечения стабильной разгрузки бункера комбайна. Так, при выгрузке невеяного вороха, получаемого при уборке семенных посевов люцерны, необходимым технологическим явлением выступает нарушение механической связи между элементами вороха, которые зависят от геометрических параметров бункера, питателя и режимов его работы.

Таким образом, расчетная производительность выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна с использованием усовершенствованного питателя определена во взаимосвязи с геометрическими параметрами питателя.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований питателя для выгрузки семян трав из бункера комбайна» изложена программа лабораторно-полевых экспериментов и методика их проведения, дано описание применяемых приборов и оборудования.

Для изучения взаимодействия невеяного вороха семян люцерны с рабочими органами питателя и распространения зоны деформации от воздействия планок питателя на исследуемый ворох использовалась опытная установка «Пульсатор» (рис. 6), в комплект которой входит тензоме-трическая станция KYOWA с набором датчиков DACCEL и скоростная видеокамера «TroubleShooter - TS250CE».

Рисунок 6 - Опытная установка «Пульсатор» для изучения распространения зоны деформации воздействия планки питателя на невеяный ворох семян люцерны: / - установка; 2 - преобразователь частоты «DELTA» VFD-M

Определено (рис. 7), что постепенное затухание импульса силы на ворох происходит на участке 100 и 200 мм от пластин толкателя. На расстоянии от пластины питателя 300 мм при изменении частоты и амплитуды колебания планки питателя усилие, передаваемое пластиной, остается неизменным и приближается к нулю. При амплитуде 3 мм и частоте 2 Гц сила давления вороха на датчик оказывает незначительное воздействие. Это свидетельствует о том, что на невеяный ворох семян люцерны при таком режиме работы пластины питателя оказывают минимальное воздействие. Из результатов исследований можно сделать вывод о том, что для достижения эффективной работы питателя при выгрузке невеяного вороха семян люцерны необходимо увеличивать амплитуду колебания устройства, так как после превышении частоты 5 Гц только амплитуда колебания является значимым фактором. Пластины же питателя необходимо располагать между собой на расстоянии не более 200 мм.

Расстояние до датчиков, мм

Рисунок 7 — График затухания распространения давления в ворохе семян люцерны

Целью экспериментальных исследований являлось изучение влияния режимов работы питателя на производительность устройств разгрузки бункера комбайна с изменением амплитуды, частоты колебаний и состава вороха. Для этого была изготовлена лабораторная установка «Бункер», представляющая собой уменьшенную модель бункера комбайна «Дон-1500Б» (рис. 8). Одна из стенок бункера выполнена прозрачной для визуального наблюдения за процессом разгрузки.

Рисунок 8 - Лабораторная установка «Бункер»:

1 - питатель; 2 - мотор-редуктор; 3 - механизм эксцентриковый; 4 - преобразователь частоты «DELTA» VFD-M

Установлено, что на процесс разгрузки невеяного вороха люцерны из бункера, оборудованного питателем, в наибольшей степени влияют три фактора: частота/(Гц), амплитуда Lk (мм) колебаний и засоренность невеяного вороха К (%).

Параметры варьирования экспериментальных частот, амплитуд и процентное соотношение засоренности вороха представлены в таблице.

Таблица - Основные факторы и уровни их варьирования для трехфакторного эксперимента по исследованию работы питателя

Факторы

Частота колебаний Амплитуда колебаний Засоренность вороха

Уровень Значения Значения Значения

натуральное кодированное натуральное кодированное натуральное кодированное

/Гц L , мм к7 К, %

Верхний 5 + 1 6 + 1 60 + 1

Основной 3 0 4 0 40 0

Нижний 1 -1 2 -1 20 -1

Опыты проведены в полевых условиях на питателе вибрационно-решетчатого типа (рис. 9) при уборке семян люцерны способом «Невейка» в период с 1 по 12 августа 2010 года в ФГУП «Рассвет» и в ООО ОПХ «Луч» Новоселицкого района Ставропольского края.

13

L

аж :::;> І

ШІ1

Ф

Г

,1

Рисунок 9 - Питатель вибрационно-решетчатого типа в бункере зерноуборочного комбайна «Асгоэ-эЗО»

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты экспериментальных исследований, включающие:

— изучение физико-механических и технологических свойств компонентов невеяного вороха семян люцерны;

— исследование взаимодействия рабочих органов питателя с невеяным ворохом люцерны;

— обоснование основных конструктивных параметров питателя;

— исследование влияния этих параметров питателя на скорость выгрузки из бункера невеянош вороха семян люцерны;

— полевые испытания опытного образца питателя.

Результаты определения гранулометрического состава невеяного вороха семян люцерны, диаграмма которого представлена на рисунке 10, показывают, что величина (размеры) частиц фракций в невеяном ворохе семян распределяется следующим образом: 1,0—2,0 мм -24,5 %, 2,0-5,0 мм - 49,9 %, 5,0-7,0 мм-16,71 %.

Многофакторные эксперименты по определению влияния питателя на процесс выгрузки невеяного вороха семян люцерны проводились согласно описанной ранее методике.

Установлено, что в уравнение регрессии (18) все коэффициенты являются значимыми. Математическая модель адекватна, и проверку на адекватность математической модели по критерию Фишера можно не выполнять. В кодированном виде оно имеет вид

1% 1 і

17%

2% 4%

25%

Размеры частиц, им

¡О 0.1-0,6мм ® 0.5-1.0мм d1.0-2.0mm 0 2.0-5.Qmm |Ш5,0-7.0ши В 7.0-10,0мм а 10,0-»

Рисунок 10 — Гранулометрический состав невеяного вороха люцерны

У = 31,77 -19,67X, -18,3Л"2 +15,3Хъ +12,36Л>У2 --8,43Х,Х3 -9,04Х2Х3 + 5ДЗХ1Х2Х3,

(19)

а после перехода к натуральным показателям:

2 = 12,15-3,52/-!, 69^3, (Л К + 0,53 Дк -- 0,47/К - 0,42 £ к К 0, ОбД^ Л".

По уравнению регрессии (19) построена поверхность отклика (рис. 11), по которой при частоте колебаний питателя скребкового типа 5 Гц и ходе 3 мм, с засоренностью вороха 30 % продолжительность выгрузки составляет 10 мин. Анализ этой поверхности показывает, что рациональными параметрами устройства при выгрузке невеяного вороха люцерны являются: амплитуда колебаний 40-60 мм и частота их 4-5 Гц; а для питателя вибрационно-решетчатого типа: амплитуда 4 мм и частота колебаний 5 Гц.

Имеющаяся документация на питатель скребкового типа и результаты экспериментов могут быть использованы при разработке конструкций новых бункеров комбайнов, а при модернизации серийных бункеров рекомендовано использование питателей вибрационно-решетчатого типа с незначительными конструктивными доработками. Это устройство более эффективно обеспечивает стабильную выгрузку невеяного вороха семян люцерны.

В пятой главе «Экономическая эффективность внедрения результатов исследования питателя вороха семян трав к бункеру комбайна» представлены результаты экономического расчета использования питателя. Разработана методика и программа расчетов питателей (свидетельство о регистрации № 2012660834).

Установлено, что внедрение питателя позволяет снизить трудоемкость операции и повысить производительность труда. При затратах на

Ибо □ 40 Ш 20

Рисунок II - Поверхность отклика, характеризующая производительность О выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера (кг/с) в зависимости от частоты колебания/(Гц), амплитуды колебания I (мм) и засоренности К (%)

модернизацию 5200 руб. прибыль с расчетом на один комбайн на убираемой площади 100 га составит около 79 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что из-за образования сводов выгрузка невеяного вороха люцерны существующими питателями бункеров ЗУК не стабильна, сопровождается потерями рабочего времени и травмоопасна.

2. Результаты уточненных основных физико-механических свойств невеяного вороха семян люцерны: фракционный состав (частицы размером 1 до 7 мм 91 %); коэффициент пористости (к = 0,69); уппы естественного откоса по стали (0,42), пластику (0,41) и эмалированной поверхности (0,57); коэффициент внутреннего трения (0,77), - свидетельствуют об их превышении аналогичных показателей у характерных сыпучих материалов, в связи с чем повышается вероятность образования в бункерах устойчивых сводов.

3. Обосновано, что для обеспечения процесса стабильной подачи невеяного вороха семян люцерны к выгрузному шнеку бункера зерноуборочного комбайна с одновременным разрушением сводов его целесообразно подавать с помощью планок, перемещающихся по дну бункера и совершающих возвратно-поступательное движение.

4. Определены условия, при которых в процессе работы питателя происходит перераспределение центра тяжести массы невеяного вороха семян люцерны и создаются дополнительные усилия, разрушающие своды. Установлено, что эти условия зависят от соотношения геометрических параметров свода вороха, бункера и питателя.

5. Проведен анализ факторов, определяющих характер работы питателя, и получены условия перемещения вороха, выражения для оценки процесса подачи вороха питателем к шнеку бункера (14) и зависимости для расчета мощности (17), необходимой для работы питателей шнека при перемещении вороха (4).

6. Обоснованы рациональные параметры и режимы работы питателей при выгрузке вороха люцерны из бункера ЗУК: питателя скребкового типа -амплитуда 40-60 мм и частота колебаний 4-5 Гц, питателя вибрационно-решетчатого типа - амплитуда 4 мм и частота колебаний 5 Гц.

7. Годовой экономический эффект от устройства для выгрузки вороха люцерны, установленного в бункере зерноуборочного комбайна «Асгоэ-530», составляет около 79 тыс. руб. при сроке окупаемости - не более 0,19 года.

Основные положения диссертации изложены

в изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. Шматко, Г. Г. Обоснование конструктивно-технологического решения сводоразрушающего устройства бункера зерноуборочного комбай-

на / С. Д. Ридный, Г. Г. Шматко // Известия Горского ГАУ. - Владикавказ, 2009. - Т. 46, № 2. - С. 101-105.

2. Шматко, Г. Г. Устройство для улучшения выгрузки из бункера комбайна невеяного вороха / Г. Г. Шматко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2010. —№ 1. —С. 5.

3. Шматко, Г. Г. Моделирование деформированного состояния вороха в бункере комбайна / Г. Г. Шматко, С. Д. Ридный, А. Н. Глобин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. —2010. -№ 4. — С. 10-11.

4. Шматко, Г. Г. Обоснование геометрических размеров питателя истечения / Г. Г. Шматко, С. Д. Ридный // Известия Горского ГАУ. - Владикавказ, 2010. - Т. 47, № 2. - С. 138-139.

5. Шматко, Г. Г. Анализ силовых факторов и затрат мощности побудителя истечения при выгрузке из бункера комбайна малосыпучего вороха люцерны / Г. Г. Шматко, Е. В. Герасимов, С. Д. Ридный // Известия Горского ГАУ. - 2012. - Т. 49, № 3. - С. 305-308.

в описаниях к изобретениям:

6. Пат. 2384502 Российская Федерация, В650 88/64. Устройство для обрушения сводов сыпучего материала в бункере / Шматко Г. Г., Ридный С. Д. - № 2008116960/12 ; заявл. 28.04.2008 ; опубл. 10.11.2009, Бюл. №8.-5 с.

7. Пат. 2370941 Российская Федерация, А01Р 12/60. Устройство для выгрузки из бункера малосыпучего вороха / Шматко Г. Г., Ридный С. Д. - № 2008131216/12 ; заявл. 28.07.2008 ; опубл. 27.10.2009, Бюл. № 30. - 6 с.

8. Пат. 2416558 Российская Федерация, В65Б 88/66. Устройство для разрушения сводообразования малосыпучего вороха бункера зерноуборочного комбайна / Ридный С. Д., Шматко Г. Г. - № 2010228690/12 ; заявл. 11.05.2010 ; опубл. 20.04.2011, Бюл. № 11. - 5 с.

9. Пат. 2421977 Российская Федерация, А01Р 12/60. Устройство для разрушения сводообразования малосыпучего зернового вороха бункера зерноуборочного комбайна / Ридный С. Д., Шматко Г. Г., Глобин А. Н. -№2010108841 ; заявл. 09.03.2010 ; опубл. 27.06.2011, Бюл. № 18. -6 с.

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012660834. Автоматизация расчетов экономической эффективности конструкторской разработки (А.Р.Э.Э.К.Р) / Шматко Г. Г., Ридный С. Д., Шматко С. Г. ; заявители и правообладатели Шматко Г. Г., Ридный С. Д., Шматко С. Г. -№ 2012618842 ; заявл. 18.10.2012 ; зарег. 29.11.2012.

в других изданиях

11. Шматко, Г. Г. Устройства для улучшения выгрузки невеяного вороха из бункера зерноуборочного комбайна / Г. Г. Шматко // Научные исследования и их применение. Современное состояние и пути развития 2007 : сб. науч. тр. - Одесса, 2007. - С. 49-51.

12. Шматко, Г. Г. Анализ конструкции выгрузных устройств / Г. Г. Шматко, С. Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК : сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках X Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2008». - Ставрополь : АГРУС, 2008.-С. 211-213.

13. Шматко, Г. Г. Пути улучшения выгрузки из бункеров зерноуборочных комбайнов / Г. Г. Шматко, С. Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК : сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках X Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2008». - Ставрополь : АГРУС, 2008. - С. 216-217.

14. Шматко, Г. Г. Условия, определяющие устойчивость сводов в бункере комбайна / Г. Г. Шматко, С. Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК : сборник научных статей по материалам X Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2010». - Ставрополь : АГРУС, 2010. - С. 263-267.

15. Шматко, Г. Г. Влияние частоты пульсации сыпучего тела на процесс истечения / Г. Г. Шматко, С. Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК : сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках X Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2010». - Ставрополь : АГРУС, 2010. - С. 267-268.

16. Шматко, Г. Г. Рассмотрение влияния изменения частоты и амплитуды работы сводоразрушающего устройства на распространение колебаний в ворохе люцерны / Г. Г. Шматко, Е. В. Герасимов // Аграрная наука - Северо-Кавказскому федеральному округу : сборник научных трудов по материалам 75-й научно-практической конференции. - Ставрополь : АГРУС, 2011.-С. 213-217.

17. Шматко, Г. Г. Результаты проведения полевых испытаний усовершенствованного питателя бункера зерноуборочного комбайна / Г. Г. Шматко, С. Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК : сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках VII Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2012». - Ставрополь : АГРУС, 2012. - С. 290-293.

Подписано в печать 05.07.2013. Формат 60х84'/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Times». Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 295.

Отпечатано в типографии издательско-полиграфического комплекса СтГАУ «АГРУС», т. Ставрополь, ул. Пушкина, 15.

Ставропольский государственный аграрный университет

На правах рукописи

04201361166

ШМАТКО ГЕННАДИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ

ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ПИТАТЕЛЯ ШНЕКА БУНКЕРА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ПРИ ВЫГРУЗКЕ НЕВЕЯНОГО

ВОРОХА СЕМЯН ЛЮЦЕРНЫ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства (по техническим наукам)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: кандидат технических наук

доцент С.Д. Ридный

Зерноград 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................... 7

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАЗГРУЗКИ БУНКЕРОВ КОМБАЙНОВ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.....

1.1 Характеристика убираемой культуры и причины потерь

семян при уборке............................................................ 12

1.2 Анализ существующих технологий и технических средств уборки семян трав........................................................... 16

1.3 Способы выгрузки убираемого материала и устройства для

его осуществления............................................................ 25

1.4 Анализ исследований процесса истечения сыпучих материалов из бункеров................................................................ 36

1.5 Цель и задачи исследования............................................

39

Выводы по главе............................................................... 40

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫГРУЗКИ ВОРОХА СЕМЯН ТРАВ ИЗ БУНКЕРА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМ ПИТАТЕЛЕМ.......................................................................... 41

2.1 Модель сыпучего тела и принятые допущения..................... 41

2.2 Условия, определяющие устойчивость сводов в бункере комбайна с семенным ворохом люцерны................................. 43

2.3 Обоснование процесса работы и конструктивной схемы питателя......................................................................... 48

2.4 Расчет силовых факторов и затрат мощности на привод питателя.......................................................................... 56

2.5 Условие возникновения дополнительных усилий, разрушающих свод в результате работы питателя.................................. 61

2.6 Производительность питателя............................................. 68

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

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПИТАТЕЛЯ ДЛЯ ВЫГРУЗКИ СЕМЯН ТРАВ ИЗ БУНКЕРА КОМБАЙНА....................

3.1 Программа, задачи экспериментальных исследований................................................................................

3.2 Описание приборов и методика определения физико -механических свойств компонентов семясодержащего вороха люцерны.........................................................................

3.3 Методика исследования взаимодействия рабочих органов питателя с семясодержащим ворохом люцерны............................................................

3.4 Методика исследования влияния питателя на скорость выгрузки семясодержащего вороха люцерны из бункера.................................................................................

3.5 Методика проведения полевых испытаний усовершенствованного питателя бункера зерноуборочного комбайна.................

3.6 Методика обработки опытных данных..............................

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................................

4.1 Результаты исследования физико-механических свойств компонентов невеяного вороха люцерны........................................

4.2 Результаты исследования взаимодействия рабочих органов питателя с семясодержащим ворохом люцерны.................................................................................

4.3 Результаты исследований конструктивных параметров питателя бункера комбайна........................................................

4.4 Результаты полевых испытаний опытного образца питателя................................................................................. 115

Выводы по главе............................................................... 117

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПИТАТЕЛЯ ВОРОХА СЕМЯН ТРАВ К БУНКЕРУ КОМБАЙНА.............. 118

5.1 Методика расчета питателя бункера зерноуборочного комбайна......................................................................... 118

5.2 Общие положения определения экономической эффективности внедрения усовершенствованного питателя........................ 119

0 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ........................................................... 128

ЛИТЕРАТУРА................................................................. 130

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................... 138

Основные условные обозначения

I - время, с; 5"- расстояние, м; аЪ - сечение;

а, - угол отклонения принятой траектории движения частиц от оси бункера;

V, - скорость частицы, м/с;

х - уравнение свода;

аи ти Л] - точки движущихся частиц;

Н- высота столба вороха, м;

- радиус вписанной окружности в начальном сечении бункера (половина ширины бункера),

м;

/ - стрела свода;

/тах, ~ максимальная стрела свода, м;

Ижс - высота расположения свода, у которого стела максимальна, м; Нь - максимальная высота свода или высота бункера, м; Х\ - угол между касательной к кривой свода; Родин- осевое давление;

Х0с-коэффициент относительной податливости свода;

ьс - скорость «разрушения» динамического свода без учета его относительной осевой податливости;

Рост - осевое статическое давление; у - объемный вес сыпучего тела, кг; ¥—площадь сечения бункера, м2;

коэффициент сопротивления движению элементарного слоя; и - периметр сечения;

а- часть длины остова, отнесенная к передней опоре, м; Ь - длина остова комбайна, м; рш - внутреннее давление в шине, МПа; В - ширина профиля, м; В - наружный диаметр, м;

рк - экспоненциальная зависимость плотности от высоты расположения пласта; к[,к2 - коэффициенты пропорциональности; к - глубина расположения пласта, м; р0 - плотность верхнего пласта вороха, кг/м3;

Рьсс - силы сцепления вороха;

Рш ~~силы трения массы семенного вороха о боковые стенки, Н;

Кьр - реакция верхнего пласта; £ - угол естественного откоса вороха, град;

fc - коэффициент трения вороха о стальную поверхность;

В - ширина порции вороха, м;

Аа - эмпирический коэффициент;

йс/ - высота слоя вороха над толкателем, м;

1Х - текущая длина днища, контактирующего с ворохом, м;

Кь - коэффициент бокового давления;

fc - коэффициент трения вороха о стенки бункера;

М5 - масса верхних пластов, кг;

1х6 - длина пласта, контактирующего с деформированным пластом, м; 1д - длина пласта, м;

£ - угол наклона деформированного пласта, град; //^ах - высота вороха в зоне влияния толкателя; кшт - высота деформированного пласта вороха, м; (р - угол наклона торцевой стороны порции вороха, град;

Ь], ¿2, ¿з - участки длины порции вороха с различной плотностью, соответственно в начале, середине вороха и перед шнеком бункера, м; Нтах- высота порции, м; ^ - сила трения в горизонтальной плоскости;

тпб~ масса порции, которая давит на балку, кг;

Ьх - длина порции вороха, м;

с - толщина толкателя, м;

а.б- угол наклона плоскости планки, град;

Кб - коэффициент бокового давления;

^ - сила бокового трения вороха о стенки бункера, Н;

Мп - масса порции;

/п - коэффициент трения этой массы о днище;

к3 - коэффициент бокового давления рассматриваемой порции вороха; Мф) - масса порции, кг;

/тр - коэффициент трения стали о невеянный ворох ворох; Ы- нормальная сила действующая со стороны решетки на днище бункера, Н; т - масса решетки питателя истечения, кг

ускорение свободного падения ^=9;81 м/с) ¡3 - угол наклона днища бункера к горизонту, град; 5 - толщина планки толкателя питателя, м;

V - длина поперечины рамки решетки, м;

V — длина боковой рамки решетки, м;

р - плотность стали, из которой изготовлены детали решетки, кг/м3;

площадь поперечного сечения, м2; /тРР ~ коэффициент трения вороха о стальную поверхность днища бункера; твор - суммарный вес вороха во всех ячейках решетки плюс вес

вороха передвигаемого передней частью питателя истечения, кг;

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Продовольственная безопасность государства является одной из самых важных составляющих национальной безопасности страны. В России в начале 2010 г. принята «Доктрина продовольственной безопасности», которая базируется на трех составляющих: доли собственного производства по основным видам продовольствия, качества этого продовольствия и его доступности для населения. В настоящее время на душу населения в России производится за год 43 кг. мяса и 194 кг. молока, а физиологически обоснованная норма потребления на одного человека составляет не менее 81 кг мяса и почти 400 литров молока. Национальным проектом «Развитие АПК России», также как и «Доктриной продовольственной безопасности», в качестве приоритетных направлений развития с/х предусмотрены:

- ускоренное развитие животноводства;

- стимулирование развития малых форм хозяйствования в АПК.

В связи с этим актуальным вопросом стало наращивание кормовой базы для животноводства. Кормовые культуры (люцерна, рапс, клевер), как известно, являются хорошей кормовой базой и также хорошими предшественниками для последующих сельскохозяйственных культур.

По экспертным оценкам, в условиях южной степной зоны Северного Кавказа вероятность успешного вызревания семян люцерны составляет 80...90%, то есть для выращивания люцерны из каждых десяти лет только 1...2 года бывают относительно неблагоприятны по погодным условиям.

Выращивание люцерны способствует не только получению ценных кормов, но и качественному улучшению плодородия и структуры почвы.

Внедрение прогрессивных семеноводческих и сортовых технологий во многом сдерживается и утрачивает практическую значимость из-за значительных полевых потерь урожая, размер которых при уборке комбайновыми методами иногда превышает долю семян, собранную в бункеры зерноуборочных комбайнов.

Анализ применяемых технологий показал, что наиболее перспективной в условиях южной степной зоны Северного Кавказа является уборка по схеме «Невейка». Однако, при таком способе уборки семенных посевов люцерны в бункер комбайна поступает масса, представляющая собой не только семена убираемой культуры, но и смесь с поврежденными семенами растений, половы, пыли, семян сорных растений. В результате чего в бункере зерноуборочного комбайна собирается невеяный ворох семян люцерны. При этом растительные остатки могут иметь высокую влажность, нередко превышающую 18%. Повышенная влажность, а также присутствие в смеси растительных остатков и пыли обуславливают в смеси силы сцепления, образование зон уплотнения. Это приводит к сводообразованию в бункерах зерноуборочных комбайнов, что значительно затрудняет процесс выгрузки убираемой массы в транспортные средства. Такая смесь является типичным малосыпучим ворохом, выгрузка которого из бункера связана с определенными трудностями.

Одной из причин нарушения нормальной работы бункеров является образование устойчивых сводчатых структур. Причем с повышением засоренности и влажности семян количество и частота образования сводов увеличиваются. Совершенствованию ж процесса выгрузки вороха путем обоснования параметров и режимов работы питателя посвящено мало научных работ, из-за чего этот вопрос остается все еще недостаточно обоснованным.

Стандартные питатели, установленные в зерноуборочных комбайнах обеспечивают улучшение истечения зерновой массы, но при переходе на невеяный ворох, сильно засоренный и влажный, возникают значительные проблемы при его выгрузке. Связано это с тем, что стандартный питатель комбайна технологически и конструктивно не приспособлен к выгрузке такого рода материала, вследствие чего при выгрузке применяются подручные средства, что повышает затраты ручного труда и возможность травмирования механизаторов. Наблюдаются и значительные простои техники.

В связи с этим решение научных вопросов повышения производительности комбайнов путем интенсификации разгрузки бункеров, уменьшения простоев

техники при уборке, а также обеспечения требований охраны труда обслуживающего персонала является достаточно актуальным.

Степень разработанности. Уровень разработки превышает отраслевой, так как применение питателей шнека бункера зерноуборочного комбайна позволяет уменьшить простои комбайнов при выгрузке в 3 раза.

Цель работы - повышение производительности зерноуборочных комбайнов путем стабилизации выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера.

Объект исследования - процесс разгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна, оборудованного питателем выгрузного шнека.

Предмет исследования - определение взаимодействия рабочих органов питателя выгрузного шнека с невеяным ворохом люцерны при ее уборке зерноуборочным комбайном.

Научная гипотеза - повышение качества выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера комбайна, сокращение затрат времени на это и безопасность этого технологического процесса возможны совершенствованием питателя, предотвращающим образование сводов.

Рабочая гипотеза - экспериментальным обоснованием параметров и режимов работы усовершенствованного питателя возможно устранение образование сводов в бункере комбайна при выгрузке невеяного вороха семян люцерны и стабильность процесса его выгрузки.

Научную новизну работы представляют:

- математические модели подачи невеяного вороха семян люцерны питателя штангового типа к шнеку бункера зерноуборочного комбайна и мощности его привода;

- закономерности взаимодействия рабочих органов питателя с невеяным ворохом семян люцерны;

- уточненные данные по физико-механическим свойствам невеяного вороха семян люцерны;

- регрессионные зависимости производительности усовершенствованного питателя шнека бункера комбайна, его параметры и режимы работы.

Практическую значимость представляют конструкции питателей вороха семян люцерны, защищенные патентами на изобретения и внедренные в хозяйствах Ставропольского края, усовершенствованный технологический процесс выгрузки этого вороха их бункеров различных комбайнов, методика расчета питателя и рациональные режимы его функционирования.

Реализация результатов исследования. Разработана конструкторская документация на усовершенствованный питатель вороха семян люцерны применительно к выгрузке его из бункеров комбайнов «Дон-1500Б» и «Асгоз-530». Изготовлены опытные образцы питателей шнека бункера к этим комбайнам и внедрены во ВГУП «Рассвет» и в ООО ОПХ «Луч» Новоселицкого района Ставропольского края. Результаты научно-исследовательских разработок используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО Ставропольский ГАУ.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность экспериментальных данных оценивалась Р-критериями Фишера, критериями Кохрена, коэффициентами детерминации и подтверждена положительными результатами лабораторно-полевых и производственных проверок питателя шнека бункера зерноуборочного комбайна.

Основные результаты исследований изложены на международных специализированных агропромышленных выставках «Агроуниверсал», г. Ставрополь, 20082012 гг.; Результаты исследований доложены и одобрены на научных конференциях СтГАУ (Ставрополь, 2006-2012 г.); научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение». (Одесса, 2007г.); Диплом лауреата I степени на соискание гранта Ставропольского государственного аграрного университета в области науки и инновации для молодых ученых. (Ставрополь 2012г.); Диплом I степени в номинации «Лучший инновационный проект в области передовых технологий машиностроения и металлургии» (Санкт-Петербург 2012г.); Результаты исследований оценены на всероссийских конкурсах и грантах дипломом победителя программы Министерства образования и нау-

ки Российской Федерации «Участник молодежного научно-инновационного конкурса», г. Ставрополь, 2013 г.

Положения, выносимые на защиту:

-уточненные данные по физико-механическим свойствам компонентов вороха люцерны;

-конструкция и принцип работы питателей, обеспечивающих стабильную выгрузку невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна;

-условия появления дополнительных усилий, способствующих разрушению возникающих сводов и зависимость для определения мощности, необходимой для работы питателей шнека, при перемещении вороха;

-рациональные параметры и режимы работы питателей шнека бункера з/у комбайна, а также технико - экономическая оценка их применения.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 12 печатных трудах, в том числе в пяти изданиях рекомендованных ВАК. Получены четыре патента РФ на изобретения и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАЗГРУЗКИ БУНКЕРОВ КОМБАЙНОВ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Характеристика убираемой культуры и причины потерь

семян при уборке

Создание прочной кормовой базы, которая является основным звеном в выполнении государственной программы «Развитие АПК», сдерживается отсутствием семян трав, которые ранее производились в специализированных семеноводческих хозяйствах. Многолетние травы в валовом производстве кормов обеспечивают до 40% от общего сбора кормовых единиц, являются самыми низкозатратными компонентами растениеводства и основным источником производс�