автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование комбайновой технологии и технических средств уборки семян фитомелиорантных кормовых культур на примере прутняка

о 0. '-1 У /

КАЗАХСКОЕ НАУЧНО-ПРШЗЮДСТЕЕННОЕ ОБВИНЕНИЕ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭШСГРЩМКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА. (НПО "КАЭСЕЛЬХОЗНЕХАНИЗАЦИЯ")

На правах рукописи

ТУРГЕНБАЕВ Малик Сейсенбаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНВАИНОВОИ ТЕХНОЛОГИИ П ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ УБОРКИ СЕНЯН фНТОНЕЛИОРАНТНЫХ КОРНОВЫХ КУЛЬТУР НА ПРИМЕРЕ ПРУТНЯКА

Специальность 05. 20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алма-Ата 1992

Работа выполнена в Казахском научно-производственном объединении механизации и электрификации сельского хозяйства (НПО "Казсельхозмеханизация").

Научный руководитель: изобретатель СССР, кандидат сельскохозяйственных наук (05. 20.01), старший научный сотрудник Ж.С.САДЫКОВ,

Официальные оппоненты; доктор технических наук, профессор

Г. Е. ЧЕПУРИН,

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А. Л.ЛОКШН.

Ведущая организация - Казахская государственная зональная машиноиспытательная станция.

Запкга диссертации состоится «апреля 1992 г.

в " О " часов на заседании специализированного Совета К 0.20,43. 01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в казахском научно-производственном объединении механизации и электрификации сельского хозяйства до адресу: 450005, г. Алма-Ата, ул. Раимбека, 312, НЮ "Казсельхозмеханизация".

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Казсельхозмеханизация".

Автореферат разослан "

МС/ртСУ 1992 г.

тдел

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

иссертаиин

Актуальность теми. Для увеличения производства кормов необходи-

мо) осуществить мероприятия по дальнейшей интенсификации полевого и лугопасгбищного кормопроизводства, повышению продуктивности всех кормовых угодий о тем, чтобы каждое хозяйство полностью обеспечивало потребности животноводства в высококачественных грубых, сочных и пастбищных кормах. В репении этой задачи значительный удельный вес в республике Казахстан имеют, площади естественных кормовых угодий, составляющие более 180 млн. га, которые дают дешевый корм, а следовательно и самую дешевую животноводческую продукцию. Однако их кор1-мовой запас ограничен из-за низкой продуктивности, которая объясняется арвдносгыо климата, нерациональным использованием пастбищ, отсутствием должного ухода и улучшения угодий.

Основным способом увеличения урожайности аридных пастбищ является коренное улучшение, т.е. создание на их месте сеяных сенокосов # пастбищ путем подсева ценных сэмяк кормовых растений, приспособленных к местным условиям.

Из перспективных растений для улучшения малопродуктивных пастбищ в условиях республики важное место занимает прутняк. Ценными биологическими особенностями этой культуры являются долголетие, паст-бищевыносливость, морозо-, засухо-солонцаустойчивость невысокая питательность. Расширение посевов прутняка сдерживается иэ-за нехватки семян.

В настоящее время семена прутняка убирают зерновыми комбайнами. Однако при отои допускаются большие потери семян, которые достигают 60$ биологического, урожая, а в отдельные годы даже выше, главным образом, из-за их легкоооыпаемости. В этой, связи особую актуальность и большую практическую значимость приобретают исследования, направленные на уменьшение потерь семян прутняка при комбайновой уборке.

Цель исследования - совершенствование комбайновой технологии и технических средств, обеспечивающих уменьшение потерь сзмян прут-

- ч -

няка при уборке и разработка конструктивных per ;ний.

Объекты исследования - технологические процессы комбайновой уборки прутняка,экспериментальные и опытные образцы семяулавлива-щих устройств к жаткам с широким диапазоном регулирования параметров работы основных рабочих органов.

Методика» Полевые и лабораторные исследования технологических схем и технических средств выполнялись по программе и методике, соответствующим OCT 70.8.I-6I. Результаты исследований обработаны методами математической статистики с использованием ЭВМ и методом планирования многофакторных экспериментов.

Научная новизна. Определены технологические характеристики * растений и некоторые физико-механические свойства семенного материала прутняка, влияющие на процесс уборки и улавливания их воздухом; выявлены зависимости потерь семян прутняка от режима рабочих органов уборочной машины, определены величины всех видов потерь семян по операциям технологического процесса комбайновой уборки,обоснована наиболее рациональная технология комбайновой ' уборки; разработана схема семяулавливающего устройства к валковой жатке,обеспечивающего снижение потерь семян за жаткой в процессе снашивания; разработана методика лабораторно-полевых испытаний работы семяулавливающего устройства,выявлено,что распределение семян по улавливающему рабочему органу происходит по закону экспоненциальной кривой¡определены закономерности движения семян относительно гофрированной платформы;установлены закономерности изменения показателей процесса улавливания семян при различных факторах,дана их количественная оценка;на основе методов многофакторного планирования эксперимента получена математическая модель процесса улавливания семян при валкообразовзнии;установлены аналитические зависимости параметров улавливающей поверхности от условий уборки,обоснованы основные параметры семяулавливающего устройства к вал ковш жаткам.Предложены методика к устройство дяя опреде-

ления осыпаемости семян. Разработаны алгоритмы, блок-схема и программа для расчета оптимальных параметров улавливающей поверхности На ЭВМ. Работа выполнена на уровне изобретений (семь авторских Свидетельств СССР на изобретения).

Пути реализации. Результаты исследования по оборудованию взл-ковых жаток семяулавливающим устройством используются Бердянским производственным объединением по жаткам (гскб г.Бердянск) и 3КБ НПО "Казсельхозмеханизация" (г.Алма-Ата), Сэмяулавливающеэ устройство к жатке лСЗН-бА в 1991 г. прошло государственные испытания в Казахской МИС и рекомендовано в производство (протокол :Ь 08-73-91 . 802130005). Рациональная технология уборки прутняка на семена рекомендована Госагропромом республики Казахстан к применению в условиях республики. Методика и устройство для определения осыпаемости семян использована 8ИМ (г.Москва) и НПО "Корма и пастбища" (г.Алма-Ата).

Апробация. Основные положения диссзртзционной рзботы доложены, "ббсувдзны на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Казахского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института (Алма-Атэ, 1589г.), на республиканской научао-практичзской конференции, итоги и перспективы выполнения научно-технических программ "Корма", "Сенокосы и пастбища" и задачи подготовки кадров (Алма-Ата, 1990г.) на заседании НТО ПО по жаткам (ГСКБ г.Бердянск, 1990 г.), на ученом Совете НПО "Казсельхозмеханизация" (Алма-4та, 1991 г.), отражены в пятилетнем отчете НПО "Каз-сельхозмеханизация" в 1986...1990 гг.

Публикация. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 7 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем. Диссертация соотоит из введения, пяти глав, выводов и предложений, списка использованной литературы и приложения. Изложена на 162 страницах машинописного текста, содзржит 37 рисунков, 20 таблиц. Библиография включает 120 источников, в том числе на иностранном языке.

- б -

СОДЕРЙАНШ РАБОТЫ

Введение содержит, краткое, обоснование актуальности работы.

Б первой глава "Состояние вопроса и задачи исследования" приведен обзор литературы и патентного фонда СССР по существующим способам уборки семенных посевов трав и устройствам для уменьшения потерь семян при уборке неравномерно созревающих и легкоосыпаюиихся сельскохозяйственных культур, дан анализ способов и средств механизации уборки прутняка на семена. Установлено, что применяемые в настоящее время технологии и оборудование уборочных машин не могут обеспечить сбор семян прутняка без потерь, которые превышают, агротехнически допустимые пределы.

Большой вклад в развитие технология и технических средств для уборки семенных посевов кормовых растений внесли работы В.П.Горяч-кина, И.Василенко, £Ч.А.Пустыгина4 М.Р.Алшинбаева.И.О.Возовика, З.Г.Малькова, В.Г.Антипина, Э.ЗЛалнина, Н.И.Кленина, М.ИЛандсма-на, А.П.Бочарова, М.Г.Панкина, Г.Е.Челурина, Э.И.Лилиовича, Ж.С.Са-дыкова, А.3.Коваль, В.К.Куркина, Г.Г.Маслова, М.С.Ганиева, В.И.Хо-ланского, А.Ё.Иванова и др. Анализ этих работ, данные передового отечественного и зарубежного опыта показали, что вопросы уборки прутняка на семана недостаточно решены.

В соответствии с целью исследования и на основе анализа состояния вопроса поставлены следующие задачи:

- изучить технологическую характеристику растений и определить основные физико-механические свойства семенного материала прутняка, влияющие на процесс уборки;

- обосновать рациональную технологию комбайновой уборки и схемы технических средств к уборочному агрегату с целью уменьшения потерь семян, обусловленных специфическими особенностями растений;:

- аналитически изучить основные закономерности улавливания осыпавшихся семян прутняка в процессе валкообразования и выявить

факторы,определяющие качество работы семяулавливающего устройства;

- установить закономерности улавливания семян для различной подачи урожайной массы,обосновать основные параметры рабочих органов и провести лабораторно-полевые испытания разработанной конструкции семяулавливающего устройства;

- разработать исходные требования на семяулавливащве устройство и рекомендации по механизации уборки семян прутняка.

Во второй главе "Теоретические предпосылки" классифицированы потери семян по операциям технологического процесса уборки.

Основными критериями для выбора рациональной технологии комбайновой уборки были приняты полнота сбора семенного материала и их качество.Из-за специфических физико-механических свойств семян-ного материала прутняка значительные потери его допускаются при укладывании их в валок.Поэтому для повышения эффективности раздельной технологии уборки необходимо уменьшить потери семян за жаткой.

Для уменьшения потерь за жаткой предложена схема семяулавли-вающего устройства,устанавливаемого непосредственно на платформе жатвенного агрегата (рис.1).Процесс улавливания осыпавшихся семян в нем происходит так:при работе жатвенного агрегата скошенная,масса поступает на платформу с транспортером З.При этом движение валкообразующих лент 4 по наклонным гофрам 5 вызывает поочередные наклонения каждой ленты 4 в обе стороны и тем самым благоприятствует проскальзыванию части выделенного семенного материала,находящегося непосредственно на ленте,во впадины гофр 5.Сюда же поступает и оставшаяся часть семенного материала,вымолоченная под воздействием режущего аппарата I,мотовила 2 и транспортера 3. Затем семенной материал,благодаря углу атаки жатки,перемещается -по наклонным канавкам гофр 5 в зону предварительного просеивания и через просеивающие отверстия 6 попадает в сборник семян 7. В дальнейшем семенной материал перемещается с помощью планок нижней ветви транспортера 3 к терсчно-отделительнол поверхности 9,

сообщающейся с зоной всасывания воздушного поте а трубопровода 10 пневмотранспортирующей системы II.

Рис.1.Схема потереснижающего устройства.

I-режущий аппарат^-мотовило; 3-ленточный транспортер; . 4-ленты; 5-гофры; 6-просеи-вающие отверстия; 7-сборник семян; 8-направляющая; 9-терочно-отделительная поверхность; Ю-трубопровод; П-пневмотранспортирующая система.

лл^л 1 ллл

т

т

я

Рассмотрим динамику состояния платформы жаток в процессе их работы.Платформа под динамическим воздействием рабочих органов уборочной машины совершает периодические поступательные колебания в продольном и поперечном направлениях по законам.

^ ¿) и соответственно,

г ¿?/7 т г»

. где и) г ; Т - наименьший общий период функций су£/ и £ ;

0) - заданная частота колебаний.

Оптимальным законом колебаний будет £ и^Ш^ъ котором при заданной частоте колебаний,наибольшем ускорении Ютах,угла атаки жатки,определенных свойств семян и растительной массы обеспечивается наибольшая степень улавливания выделенных семян.

Принцип работы улавливающих поверхностей с гофрами в отличие от плоских заключается в том,что впадины гофр обеспечивают направленное движение семян и увеличивают вероятность попадания их в отверстия.

Улавливающая поверхность гофрированной платформы жатки представляет собой плоскость,имеющую по отношению к направлению колебаний продольныйсх и поперечный наклоны (рис.2). Б этом случае траектории перемещения существенно зависят от коэффициента

трения, формы и иных свойств семян, при этом точка их схода с гофр платформы зависит от места попадания семян на платформу. Уравнение движения семян относительно платформы имеет вид:

/7?х--/т><а +тАсог<м& Ли т ^ ^ - /пА У)

где т - масса семени;

А - амплитуда вибрации платформы;

Р - сила тяжести;

¿1 - сила инерции; р - сила сухого трения; ^ - сила реакции.

Величина выступа гофр над платформой натки (рис.3) определяется по формуле:

гофр

Рис.2. Перемещение семян на платформе

. Не + -I] (2)

где - йЬ величина (высота) выступа гофр над верхней ветвью транспортера; Не /пах - наибольшая толщина слоя стеблей на транспортере; Т - высота установки оси мотовила над режущим аппаратом; £ - радиус мотовила; К - вынос мотовила относительно секции ножа; С) С - расстояние верхней ветви транспортера от режущего аппарата.

. *

=2;

-----

— ** 1- 9

Рис.3. Укладка срезанных стеблей на транспортер с гофрами и их перемещение

Высота Иск выбросной кромке транспортера уменьшится,т.к» стебельная масса под механическим воздействием лент частично уплотняется и дает "усадку".равную величине йЬ.

С целью определения значений 4^рассмотрим зависимость толщины слоя скошенной массы над гофрированным транспортером от условий уборки. Масса растений.поступающих на транспортер в единицу времени, выразится формулой:

= ¿7 ■ V- тс. Г (3)

где ¿г - длина транспортера; IX - рабочая скорость жатки; , ГЛС - масса срезанного растения; Г - густота стеблей.

Масса растительности, сбрасываемой на стерне в единицу времени:

^'^-Ло {Нсто*-ДА).2?Т (4)

где- плотность укладки растительности на транспортере; - ширина потока сбрасываемых стеблей; Не /пак- толщина слоя урожайной массы в зоне сброса; - величина "усадки" слоя стеблей; 77т - скорость транспортера.

Из условия непрерывности и равномерности сбрасывания скошенной массы 0-" находим значения Л А:

' „А -и- - Ьг-У'Шс-Г (5)

Пользуясь отношением и учитывая.что высота,на которую должен подняться срезанный стебель,не должна превышать 1/3 / ( Е - длина стеблей, то получим:

где Ьт - допускаемая длина гофрированного транспортера.

Размерная характеристика компонентов семенного материала прутняка,теряющегося под валком,предопределяет значение параметра отверстия семяулавливающего устройства платформы жатки.

Результаты опытов по изучению размерной характеристики компонентов семенного материала прутняка показывают,что размерная характеристика компонентов семенного материала колеблется в очень [ая-

роких пределах и наибольшие размеры имеют обломки стеблой с семенами, по размерным характеристикам которых можно обосновать диаметр улавливающего отверстия.

Изучение длины обломок колосьев стеблей с семенами показало, что их вариационный ряд подчиняется нормальному закону распределения с (функцией плотности вероятностей вида:

г/л \ / -

где текущее значение длины обломок колосьев стеблей; // -среднее значение элементов выборки; «51 - среднее квадратическое отклонение.

Вероятность прохождения компонентов семенного материала через отверстия зависит от соотношения между длиной частицы ¿1 и диаметром отверстий Принимая ожидаемую вероятность Р-ОУб^ можно определить вероятность нахождения в интервале ( (3 ^¿м ) случайной величины /'/.выраженной в процентах,она для рассматриваемого случая характеризует возможные потери семенного материала, находящегося под валком и определяется интегралом вида:

где ^Ы-Рг + ЗЗ - номинальный максимальный размер просеивающихся частиц

После замены переменных на £ - формула принимает вид:

р;Ъ<^<1У= е-' ^ (9)

Сравнение (6) не выражается через элементарные функции,поэтому уш вычисления вводим новую функцию:

Воспользовавшись нормированной функцией Лапласа можно записать

--¿-•У

Ш о

¿-С,

) ^ /'"У-.У

' 1 * У £

Подставляя это выражение в (5), получим:

(И)

Р[Е, <сГ<&„) -ср(1^Ф^) $ 005 (12)

вероятность негрзхождения частиц колосьев

Р(С/<с/<£1аг) $005 если 74 сп (13>

следовательно, для обеспечения улавливания компонентов семенного материала с вероятностью 0,95 необходимо, чтобы диаметр превышал 1.74 см. Этот диаметр обеспечит сепарацию и других компонентов семенного материала,так как их размер меньше, чем у обломок - колосьев стеблей с семенами.

Аналитическое решение задачи улавливания осыпавшихся семян улавливающей поверхностью во время укладки в валок, можно рассмотреть, представив это в виде диаграммы (рис.4).

Введем обозначение: П0- общее количество осыпавшихся семян в скошенной массе, Пу - количество уловленных семян,

Лх

- соотношение уловленных и исходных семян.

с

с'

м> г . | ^г У

»—■1 н

X

Рис.4.Диаграмма улавлива* ния семян.

Рассмотрим изменение состава осыпавшихся семян, находившихся на семяулавлнвающем устройстве в сечении X. 3 сечении X отрезок

п

- 13 -

I Пи

ХГА, соответствует отношению на участке длиной X. Кривая

/ /

О МКС'~ кривая "улавливания осыпавшихся семян". Если предположить, что соотношение

с*-®-

в отрезке

, По

П*

пропорционально соотношении на длине X, то можно записать I Но

Л. /7у

а7Т7 „ Лк

С/Х "Л По (14)

где К - коэффициент пропорциональности зависящей от физико-механических свойств семян, типа улавливающей поверхности и режима семяулавливания. Разделяя переменные в уравнении (14) получим:

=Кс!Х (15)

По .

откуда - ^ /'У

тг" = как

2. / " " (16) По

после интегрирования получим:

(17)

С - начальное значение П*

По

находя антилогарифмы для обеих частей получим:

ав)

где X - длина улавливающего транспортера, то есть имеем аналитическое выражение закона распределения семян по плоской улавливающей поверхности. Для улавливающей поверхности, выполненной в виде гофрированной платформы,повышающей эффект механической ориентации семян к просеивающим отверстиям и интенцифицирующей процесс улавливания, форцула (18) имеет вид:

аэ)

где Д - коэффициент пропорциональности, зависящий от эффекта механической ориентации'семян, т.е. от формы улавливающей поверхности.

Следовательно,при технологическом рассчете процесса улавливания семянгнеобходимо задать величину потерь семян, допустимую по исходным .требованиям,и:рассчитать'соответствующую длину семяулав-ливающего устройства.

Кривая распределения семян на рис.4, показанная линией ОМ^ отражает приращение степени улавливания из-за повышения механической ориентации семян -в зону просеивания.

В соответствии с-теоретической предпосылкой предположительно выявлено, что распределение семйм. то улавливающему рабочему органу происходит по закину экспо1»енф1аэи>Ной кривой.

Достоверность 'принятых паяя теоретических Предпосылок подтвердилась данными экспериментальных исследований'. В процессе проведения этих ;работ определена технологическая характеристика растений и некоторые физико-механические свойств семенного материала, влияющие на процесс уборки и улавливания их воз,пухом; установлена Достоверность принятой гипотезы рациональной комбайновой технологии раздельной уборки семян прутняка и эффективность метода уменьшения потерь семян семяулавливающим устройством, устанавливаемым непосредственно на платформе жатки, определены закономерности движения семян относительно гофрированной платформы-; раскрыты закономерности распределения семян По улавливающему рабочему органу, разработана математическая модель процесса улавливания осыпавшихся семян и Обоснованы параметры устройства, установлен зависимости между скоростью всасывающего потока,диметром трубопровода и расходом мощности. Разработаны алгоритмы, блок-схема й.

- Ь -

программа для расчета оптимальных параметров улавливающей поверхности на ЭВМ.

В третьей главе "Программа и методика ¡экспериментальных исследований" приведены программа и методика исследований в соответствии о ОСТ 70.8.1-8Г, а также методика и устройство для определения осыпаемости семян,с целью установления оптимальных сроков и продолжительности периода уборки. Предложен способ оценки осыпаемости семян на корню путем.использования вибрационного воздействия на стебли с расчетом осыпаемости по формуле:

Сравнительные исследования технологий комбайновой уборки проводились по методике НубШИТИМ.

С целью раскрытия закономерности распределения семян по улавливающему рабочему органу проведены лабораторные исследования на экспериментальной лабораторной установке (рис.5.).

где 0 - осыпаемость семян; П - количество выделенных • семян; /?/ - количество невыделенных семян.

2

7

Рис.5. Лабораторная установка для исследования потереснижающей поверхности.

I - платформа;: 2 - валкообразующая лента;: 3 - улавливающая поверхность; 4 - просеивающее отверстие;: 5 - измерительная шкала;. 6 - рама; 7 - механизм привода валкообразующих лент;: 8 - выдвижной лоток.

Транспортер при заданной подача равномерно загружался скошенной массой и подкрашенными свободными семенами, количество которых соответствовало уровню существующих потерь. Между ветвями семяулавливаю-щэго транспортера устанавливался выдвижной лоток, причем дно лотка было разделено на восемь равных частей. Б соответствии о программой исследований изменялся режим работы семяулавливающего устройства.

Коэффициент улавливания Ку определялся как отношение количества уловленных семян ( Пу ,шг.) к исюдному количеству осыпавшихся семи ( По ,шг.).

Для определения коэффициента улавливания в отдельных зонах семя' улавливателя обозначалось количество уловленных семян в каждой зона в порядке поступления семян через /Ту, /7у ••• .

По=п1+п!... (21)

где Ни - количество неуловленных семян, шт.

.% = П1 + п1..+ПТ (22)

Коэффициент улавливания:

для 8-ой зоны _ рКй'

" 7ЦФь

г;= (23)

и т.д. ... '

для I—ой зоны

]А Лу__

По полученным средним значениям улавливания семян отроились экспериментальные кривые для различной подачи и схемы механической оризнтации устройства, показывающие полноту улавливания семян

- Г7 -

по длина улавливающего транспортера. На основании экспериментальных данных проводилось корректирование теоретических зависимостей улавливания осыпавшихся семян он длины устройства.

Для изучения закономерностей влияния основных факторов на процесс улавливания осыпавшихся семян были проведены планируемый многофакторный эксперимент, по схзме 2П и оптимизация параметров устройства методом крутого восхождения с целью получения .

Технологические характеристики стзбэльноа массы были взята такими же, как и. в период скашивания семенных посевов прутняка. Зависимым выходным фактором служила полнота улавливания семян 6 .%.

Полнота улавливания семян определялась по формуле:

9--4-- ,'00 . , л

//г (25)

где: ¡1 - количэство семян, уловленных на семяулавливающзм тран-спортзрз, шт;. Лт- исходное количэство сэмян в скоиенной массе,

ИТ.

а четвертое главе "Результаты экспериментальных исследований" изложены результаты изучения размерно-массовых показателей, влажности стзблзстоя, коэффициентов трэния, аэродинамических свойств сзменного материала прутняка.

Обработка методом математической статистики размзрных характеристик кусгов и семенного материала прутняка показала, что

средняя высота к/стов составляет 38,3...39,1 см, количзство кус-

2

тов колеблзтся от 3 до 5 шт на 25 м площади. Результаты исслздозани вания сзмзнного матзриала показали, что один из компонзнтов сэ-мэнного материала - обломки колосьев стеблзй о сэмзнами по сравнению с другими компонентами имээт наибольшие размеры, средняя длина которых равна 1,3с!

На основании анализа процесса уборки семян прутняка установлено, что при. умзньшэнии окружной скорости лопаотей мотовила жатки от 2,47 м/о до 1,85 м/с потери оэмян срезанным колосом снижались в 8 раз, а свободными семенами - в 1,6 раза. Наиболее-качественно сроз обеспечивался при скорости передвижения комбайна 1,3 м/с. При этом частота вращения мотовила находится в пределах 30...35 мин-1.

Сроки уборки семян прутняка устанавливались о учетом осыпаемости семян, которая опрзделялась по уравнению (20).

Установлено, что суммарные потери, семян по годам при раздельной уборке со скашиваниэм в сдвоэнныз. валки составляет 16,8... ...20,5 %, в одинарные валки - 22,5...26,2 %, в то жа время при прямом комбайнировании потери в 2,2...2,Ч раза больше и составляют 54,6...57,1 %.

Достоверность предположения в теоретических предпосылках о закономерности распрэделзния семян по улавливающему рабочему органу, выраженных уравнениями (18, 19), проверялась графическим способом путем сравнения с экспериментальными данными.

Коэффициенты уравнения (19) опрэдзлены путем математической обработки опытных данных улавливания семян на ЭВМ "СМ-3". 8 результате был пол/чзн для подачи стеблей П1£ - 0,8 кг/п.м. и гофрированной улавливающей поверхности коэффициенты С ■ 0,743'*«? и К " 0,00081. 3 тех же условиях, но при. подаче стеблей о массой Р1ё - 1,2 кг/п.м., С - 0,62705, ■ К - 0,00085.

Грзфичэски улавливание семян при разной форма удавливающих поверхностей изображено на рис. 6.

58* шг пи гпч «« »ge «ом «кй Imm 1 1мм $jm« ¡мм J ям Зма

ПЬ

87. Рис.6.График улавливания осыпавшихся семян улавливающим транспортером при

WS"0,8 кг/пм Ь - 4650 мм ■ Й, - 2,1 м/с £ » 180 мм ^ - 10 град. , JbL

з ■■ о зависимость от

¿им /j ,мм при плоской улавливающей поверхности;

О-□ зав юимость от Л , мм при гофрированной улавливаю-

По

щей поверхности; зависимость от Ь, мм зависимость от Ь , мм

, о-О - теоретические кривые улавливания семян;

О о зависимость 0 от Ь, мм О -В зависимость 0 от Ь , мм

Из приведенных кривых видно, что степень улавливания семян устройством для разной формы улавливающих поверхностей следует закону экспоненциальной возрастающей кривой. Значения коэффициентов улавливания зависят от вида улавливающей поверхности .Для гофрированной улавливающей поверхности они численно наибольшие, а для плоской - наименьшие.

При подаче стеблей с массой 0,9 улавливание семян возрастает от первой зоны до восьмой.

Графически улавливание семян при разной форме улавливающих поверхностей показано на рис.7.

< Т-1Г

Рис.7.График улавливания осыпавшихся семян улавливающим транспортером для

= 1,2 кг/п.м., ¡j =4650 мм, й = 2,1 м/с S =180 мм, ¡) =10 град

©—о зависимость от Lj » По

мм при плоской улавливающей поверхности, t

Яу

О—о

зависимость "Трот L,

Но

«вд'гзй i$as JMs изо Ijwo зма imo S>»a i mo two ím ími

зависимость Куо? Л, мм зависимость ¿у от ¡j , мм

мм при гофрированной улавливающей поверхности

о---о , о--а - теоретические кривые улавливания семян

о о зависимость G от h , мм в-«9 зависимость $ от ¿i , мм

Оптимальные значения параметров и режим работы улавливающего устройства определены на основе методов математического планирования эксперимента до наибольшей полноте улавливания семян,зависящего от длины семяулавливающего транспортера ( ) .поступательной скорости движения валкообразугощих лент ( ), шага расположения гофр (Хз).

В результате эксперимента составлена математическая модель, адекватно описывающая процесс улавливания семян при 1,2 кг/г

У - 76, ¿6+2,38X, +028Хг +0,39 Уг (26)

Определены оптимальные сочетания скорости валкообразующих лент ( 2Ус = 2,2 м/с),шага гофр ( S = 250 мм) и длины семяулавливающего транспортера ( L = 4650 мм), обеспечивающие максимальную полноту улавливания семян ( 9 = 84,

Расход воздуха и потребная мощность всасывания при различных диаметрах трубопровода определены по номограмме. При построении

10мограммы скорость потока по оси трубопровода принималась равной зкорости витания сзменнога материала.

В пятой главе "Экономическая эффективность технологий и применил сзмяулавливающих устройств" изложены рэзультаты провзрки рациональной технологии комбайновой уборки в хозяйственных условиях, приведен расчет экономической эффективности от примэнзния рациональной комбайновой технологии, семя улавливающих устройств к валковым жат.кам.

По результатам исследований разработаны рекомендации по механизации уборки семян прутняка , исходные трзбования, заявка и техническое задание на стадии ОКР на семяулавливающэз устройство, разработана катка с семяулавливающим устройством, которая в 1991 году прошла го-зударственные испытания и рекомендована в производство.

Установлено, что экономичэская эффективность от. применения раз-1ельной уборки в сравнении с прямым комбайнированизм составлязг ♦б, 13...64,43 руб/га, годовой экономический эффект от внэдрения жарок с семяулавливающими устройствами: составит на одну машину к жат-{э. ЖВН-6А - 47,28 руб/га.

Общиз выводы

1. Одним из основных растений - улучшатэдзй пастбищ аридной зо-ш на территории Казахстана является прутняк, отличающийся от других сормовых растзний высокой урожайностью и хорошей поедаемостыо всеми

зидами животных.

Исслздоватоли, изучающие прутняк в различных природно-климати-геских условиях, отмечают о первп активности его для корзиной фитоме-лиорзции пустынных, полупустынных и степных пастбищ и считает наиболее продуктивным во многих злучаях образцы местного происхождения. Такой вывод обоснован нз только высокой и устойчивой урожайностью, на 1 ценностью прутняка в кормовом отношении.

2. В настоящзз время в хозяйствах рэспублики мало занимаются

улучшением естественных кормовых угодий с помощью подсева прутняка, главной причиной этого является нехватка семян.

Семенные посевы растений - фитомелиорантов пастбищ в республика убираются в основном зерноубррочной техникой, которая допускает потери 20...60 % выращенного урожая, из-за чего хозяйства недополучают. потребное количество кондиционных семян, нужных для развития кормовой базы общественного животноводства.

При механизированной уборке семян прутняка из-за сложности установления оптимальных сроков и осыпаемости допускаются значительные потери, семян. При этом изучение условий минимизации потерь семян прутняка от осыпаемости является определяющим для установления сроков и. продолжительности периода уборки.

Предложен способ оценки осыпаемости семян на корню, путем использования вибрационного воздействия на стебли, и устройство для ег< осуществления.

3. Технологическая характеристика растений и семенного материала прутняка имеет ряд особенностей и физико-механичэских свойств, оказывающих влияние на процесс их уборки. Главные из них - самоосы-паниз по мере созревания, значительная парусность семенного материала, большой размах колебаний размеров, удельного веса, влажности. Исследования показали, что средняя высота растений составляет 38,3 - 2,5...39,1 - 2,5 см, размерная характеристика компонентов сзмзн-"" ного материала колеблется в очень широких пределах и основным размером их является длина обломвк колосьев стеблей с 'семенами, равная 1,32 - 0,04 см, по которому можно обосновать диаметр улавливающих отверстий, влажность семян при раздельной уборкз 22,6 - 2,54 %, а стеблей 41,8 - 1,У2 %, единичные семена имеют массу 1,25 - 0,05 мг, скорость витания семян с летучками 3,05 ± 0,13 м/с.

4. Определена величина всех, видов потерь семян по операциям технологического процесса уборки. Установлено, что наименьшие потери достигаются при разд.;льной технологии с применением широкозахват-

чих валковых жаток и составляют 16,8...20,5 %. 3 то же время при прямом комбайнировании потери, семян составляют 54,6...57,1

5. Из-за специфических физико-механических свойств семян прутняка большие потери семян достигаются при укладывании их л валок. Поэтому для повышения эффективности раздельного способа уборки, необходимо уменьшить потери семян за жаткой. Предложена схема семяу-лавливающего устройства, обеспечивающего онижение потерь по принципу эффекта механической ориентации свободных семян к улавливавшим отверстиям. Принципиальным отличием ее является то, что выделение семян из урожайной массы и их улавливание происходит в процессе формирования валка.

Определены закономерности движения семян относительно гофрированной платформы.

Получены аналитические зависимости параметров улавливающей по-эерхности от условий уборки.

Семена, выделенные семяулавливающим устройством, более ценны ) биологическом отношении и поэтому качество его посевного материа-иа выае, чем полученное, обмолотом зерноуборочным комбайном.

6. На основании экспериментальных данных откорректированы формулы 18 и 19..

Распределение семян по улавливающему рабочему органу происхо-1ит по закону возрастающей экспоненциальной кривой.

7. На основе методов многофакторного планирования эксперимен-ча получена математическая модель процесса улавливания осыпавшихся :емян при валкообразовании. Определены оптимальные сочетания скорости. валкообразующих лент транспортера V я 2,2 м/с, шага гофр

^ » 250 мм, длина семя/лавливающего. устройства Ь ■ 4650 мм, обеспе-[ивающие максимальную полнот/ улавливания семян ( 84,8

диаметр труоопровода ¿/т * -ТОО мм и скорость всасывающего по-ока 2ГТ " 9,2 м/с.

8. В результата исследования процесса уборки семян и. их проверки в производственных условиях разработаны рекомендации по механизации работ при улучшении пустынных и полупустынных пастбищ Казахстана, обоснована рзциональная технология комбайновой уборки, экономическая эффективность, от применения составляет, около 46,13.. ...64,43 р/б/га.

Прздлагазмая технология уборки рекомендована к внедрение Гос-агропромом Республики Казахстан и. внедрена в хозяйствах республики на площади I тыс.га.

Э. Разработаны исходные требования, заявка и тэхничзское зада низ на стадии ОКР на езмяулавливавдзе устройство и изготовлены на экспериментальном заводз НПО "Казсэльхозмзханизация" опытные образца семяулавливающих устройств к валковым жаткам. Экономический эффект от в.1здрзния жатки о семя улавливающим устройством составит на одну машину к жатке ЫН-бА - 47,28 руб/ra. Сэмя/лавливающзз устройство к жатке КВН-6А в 1991 г. на Казахской МИС прошло государствен ше испытания и р-комэндовано на производство.

Результаты исследования и конструкторская документация на са-мяулавливающзэ устройство к жатке. КоН-бА передана Бердянскому; производственному объединению по жаткам (ГСКБ г.Бзрдянск) для использования при разработке валковых жаток. Для дальнейшего усовершенствования конструкций обмолачивающих устройств к уборочным агрегат там, а также при уборке семян кустарников с большой толщиной стзб-лзй могут быть использованы авторские свидетельства CJCP ¡i I242Ü44 и » 13/ Ь8б.

Основныз положения диссертации опубликованы в работах:

I. Способ определения осыпаемости езмян и устройство для зг осуществления: A.c. * I66Ü6I8 СССР.М.кл. АОХд 75/Ü0/ Ж .С. Сады ков, В.Т.Солдатов, М.С.Тургзнбаэв и др. - 6 с.ил.

2. Садыков Ж.С., Солдатов В.Т., Тургенбзев М.С. Лотереснижающие /стройотва для раздельной уборки семян // Техника в сельском хозяйстве. - I990.r-je.-c.35-36.

3. Садыков I.C., Тургенбаев М.С. Модификация жатвенных агрегатов // Сб.тезисов: Итоги и перспективы выполнения научно-технических программ "Корма", "Сенокосы и пастбища" и задачи подготовки, кадров.-Алма-Ата.-1990.-с. 137-139.

4. Садыков I.C., Тургенбаев М.С. йагка IBH-6AC.// Новости науки Казахстана.-1990 .-Jt4.--с. 31- 32.

5. Жатка для семенников трав: A.c., nq заявке It 4903312 СССР. М.кл. АОШ 34ДЮ/. E.G.Садыков, М.С.Турганбаев, Д.Турлин.

6. Садыков I.CS, Солдатов В.Т., Тургенбаев М.С. К обоснованию рациональной схемы уборки семян прутняка и параметров потереснижаю-щего устройства // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана.-I99I.-JiII.-c. 85-91.

7. Жатка: A.c., 967369 СССР. М.кл. АОЦ 75/00/ Садыков I.C., Солдатов В.Т., Тургенбаев М.С. и др.-8 с.ил.

8. Жатка для скашивания семенных посевов кормовых растений: A.c., 1658887 СССР, М.кл. ЖЩ 75/00/ Садыков К.С., Солдатов В.Т., Тургенбаев М.С. и др.- 4 с.ил.

9. Машина для улавливания семян зерновых и семенных культур: A.c., 1628924 СССР, М.кл. АОХД 75/00/ Садыков I.C., Солдатов В.Т., Тургенбаев М.С. и др.-7с.ил.

10. Садыков Ж.8., Тургенбаев М.С. Модификация жатки I3H-6A для уборки семян кормовых культур// Ин^орм. листок Л 35I КазНИИ НТЙ: Алма-Ата .-1990.-4с.

11. Механизация работ при улучшении пустынных и полупустынных пастбищах Казахстана (рекомендации). Солдатов В.Т., Садыков Ж.С.-, Тургенбаев И.О. и др.-Ллмз-Атз, 'Кайнар.-1991 .-22 с.

- 26 -

12. Устройства для обора сомян: A.c., I37I566 СССР, а. кл. АОЭД 46/00/ Садиков У..С., Солдатом В.Т., Тургенбаев М.С. и др. -7с. ил.

13. Молотильный барабан: A.c., 1242044 СССР, М.кл. АОД 12/18/ Усманов A.A., Русанов Л.И., Тургенбаев М.С. и др. - 7с.ил.

14. Садиков К.С., Тургенбаев М.С.. Обоснование параметров потере сникающего устройства в жатвенных агрегатах // Вестник сельскс хозяйственной науки Казахстана.-1991.- »12.- с.91-96.