автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование молотильно-сепарирующего устройства и технологии обмолота зерновых колосовых культур на корню

На правах рукописи

А

СКРИПКИН Дмитрий Владимирович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОЛОТИЛЬНО-СЕПАРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ОБМОЛОТА ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР НА КОРНЮ.

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2005

Работа выполнена на кафедре: «Сельскохозяйственные машины» ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Цепляев Алексей Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пындак Виктор Иванович кандидат технических наук Попов Геннадий Георгиевич

Ведущая организация: Нижнее-Волжский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.

Защита состоится 10 октября 2005 года в 12 ч на заседании диссертационного совета Д 220.008.02 при ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная академия» по адресу: 400002, г. Волгоград, пр. Университетский,26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства неразрывно связано с совершенствованием технологий и улучшения качества работы зерноуборочных комбайнов. Необходимость этого 66yoüOBjieHä'Te»i;' чт0 в процессе производства зерна уборка урожая является ^дним' Й1'з4йер1пающих', наиболее сложных, трудоемких и ответственных этапов. От качественных и количественных её результатов зависит эффективность производства зерна в целом.

Современное'сельскохозяйственное производство настоятельно требует решения проблем уборки зерновых культур с минимальными потерями урожая, снижением механических повреждений зерна, при высокой производительности молотильного аппарата серийного комбайна. Но даже при оптимальных параметрах технологических регулировок рабочих органов комбайна травмирование и микротравмирование зерна при уборке достигает 40% что отмечается в работах Ряднова А.И., Малахова Е.А., Фёдоровой O.A.

Поэтому важной задачей остаётся разработка технологии и технических средств, которые полностью соответствуют всем требования процесса обмолота зерновых колосовых культур. ' ;

Цель исследований - Совершенствование молотильно-сепарирующего устройства и технологии обмолота зерновых колосовых культур, на основе применения молотильно-сепарирующего устройства вальцового тййа (МСУ).

Задачи исследования:

- изучение физйко-механических свойств зерновых культур, применительно к обмолоту (МСУ);

- разработка методики расчета предлагаемого МСУ для обмолота Черновых культур На корню; ' 1 •

- оптимизация конструкторскйх и технологических параметров МСУ;'

- создание на основе 'разработанной технологической схемы конструкции

зерноуборочного1 агрегата для обмолота зерновых культур на корню, на

базе KHP-i,5 и определение его энергетической эффективности.

Объекты исследования - технологический процесс уборки зерновых колосовых на корню агрегатом, оборудованным блоком молотильных камер, с вальцовым молотильным аппаратом.

■I Научная новизна работы:

- разработана технология обмолота зерновых культур на корню;

- создана конструкция зерноуборочного агрегата с МСУ инерционно-очвсного типа;

- усовершенствовано МСУ для обмолота зерновых колосовых культур на корню; ' '

- обоснована математическая модель инерционно-очёсного обмолота зерновых;

- обоснована конструкция молотильного аппарата инерционно-очёсного воздействия.

Практическая значимость - заключается в усовершенствовании молотильно-сепарирующего устройства для обмолота зерновых колосовых культур и предложенной технологии уборки зерновых колосовых культур разработанным

|<>ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА СП • О»

агрегатом с инерционно-очёсным молотильным аппаратом вальцового типа, который обеспечивает наиболее качественный обмолот, при влажности зерна 18%. Дробление зерна при этом не превышает 0,5%, а энергозатраты снижаются до 9 раз, по сравнению с серийными комбайнами.

Апробация - Основные положения диссертации докладывались на научных конференциях Волгоградской ГСХА, а также межвузовских научно-практических конференциях студентов и молодых ученых Волгоградской области (2002-2005г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе положительное решение на выдачу патента.

Реализация результатов исследований. Результаты исследования усовершенствованной технологии и молотильно-сепарирующего устройства инер-ционно-очёсного типа для обмолота зерновых колосовых культур, реализуются в СПК «Ленинский путь» Новониколаевского района Волгоградской области.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, обших выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков 15 таблиц и 16 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, её практическая значимость, приведены цель и задачи исследований.

В первой главе на основе анализа литературных источников установлена необходимость повышения эффективности уборки зерновых колосовых культур за счет снижения энергозатрат, а также снижения дробления и травмирования зерна уборочными машинами, сбор такого зерна и использование его в качестве посевного материала в последующие за уборкой годы. Представлен анализ существующих технологий и средств уборки зерновых культур, рассмотрены трудности, возникающие при механизированной уборке. На основе изучения публикаций и патентного поиска сделан вывод, что наиболее приемлемым^» обмолота колосовых культур на корню является инерционно-очёсный способ.

Дана классификация молотильных устройств по воздействию рабочих органов на обмолачиваемую массу. Ее анализ позволил выделить направление, наиболее отвечающее физико-механическим свойствам зерновых при обмолоте это аппараты вальцового типа. Преимущество этих аппаратов заключается в том, что они не повреждают стебли растения и обмолот протекает в свободном 1 зазоре, поэтому их влажность не влияет на процесс обмолота. Однако данный аппарат не лишен недостатков, заложенный в его технологическую схему. К недостаткам которого относится; низкая производительность молотильных устройств и малое распространение.

Далее приведен краткий обзор теории процесса очесывания сельскохозяйственных растений. Для этого рассмотрены работы А.Н. Гудкова, Р.П. За-днепровского, А.К.Скворцова, Н.Г. Кузнецова А.Н. Цепляева П.П. Карпуши, 1 В.К. Макарова, А.В, Малахова, Е.А. Маликова, C.B. Иленёвой Р.В. Шарипова и др., исследовавших процесс отделения зерна без разрушения плодоножки растения. На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи иссле-

дования. В выводах первой плавы отмечается, что разработанные и используемые в настоящее время' молотильней устройства'для обмолота зерновых не удовлетворяют полным агротехническим требованиям к уборке колосовых !^льтур и особенно по показателям: дробление, микропонрежцение зерна, засорённость зернового вороха и затраты энергии на процесс уборки.

Во второй главе на основе анализа предлагаемых технологических схем МСУ инерционно-очёсного типа, определено, что технологический процесс обмолота метёлочных 1^лиур, разработанньй НГ. Кузнецовым и А.К. Скворцовым. Является наиболее приемлемым для расчёта МСУ обмолачивающего зерновые 1ультуры. Однако в предложенной теории не учитываются силы инерции, которые при обмолоте зерновых являются основными.

Схема обмолота зерновых |ультур с применением МСУ, пред ставлена на рис. 1.

очёсного типа: 1-общая касательная к траектории описанной крайними кромками лопастей; 2- колос; 3- зерно; 4- лопасть; 5- опора; 6- канавка; 7- обмолгни-вающая кромка; 8- транспортирующая площадка; 9- выступ.

Рабочие органы молотилшо-сепарирующего устройства - пара вальцов, каждый из которых содержит лопасть 4 криволинейного профиля, закрепленную на опоре 5. Лопасть оснащена рабочей канавкой 6 с обмолгнивающей кромкой 7 и транспортирующей площадкой 8. Заканчивается лопасть выступом 9. Вальцы устанавливают так, что в зоне обмолота лопасть одного из вальцов находится между двумя лопастями другого.

Работает МСУ следующим образом. Колос подается нижней частью в молотильный зазор между вальцами со скоростью v„. Вальцы вращаются синхронно навстречу друг другу с окружной скоростью v^ В молотильном зазоре вальцы поочередно воздействуют своими лопастями 4 на колос 2. В результате колос, многовато изгибается и принимается к поверхности лопасти.

Принцип действия инерционно-очёсных МСУ состоит в следующем: Ера-щающийся валец кромкой А создаёт импульс силы m«*vya, действующий на колос массой тс, поступившего в молотильный зазор Д. Примем допущение,

что при обмолоте величина рабочего зазора незнанительн а по сравнению с расстоянием между обмолачивающими кромками вальцов, и колос движется по прямой из точки А в точку В. При этом заметное сопротивление движению колоса в поперечном направлении молотильного зазора Д, ничтожно мало.

пасть; 5 - канавка;6 -порог;7 - выступ; 8 - касател ьная лопастей;9 - нерабочая сторона грани вальца

Направление удара колоса о цюм!у Вг в точке В будет противоположным направлением его движения: его скорость изменяется с у^ до - у^, а импульс силы по отношению к мало су будет равен 2т,*

Для обеспечения таюго взаимодействие обмолачиваемых колосьев с вальцами требуется соблюдать условие:

- перемещение вальцов относительно друг друга на по лови ну межлопастного угпа2я£/=л//, где- число лопастей на вальце;

- касательная плоскости к поверхности лопастей при входе в зону обмолота перпендикулярна к межосевой линии О) 02 вальцов.

' Величина угла и радиус образующей лопасти зависит не только от рабочего радиуса вальцов г, но и от координат расположения центра вальца О] и границызоныобмолота(л0, у№ отрезка О, О) и радиуса этого сечения р.

Зависимость между указанными величинами характеризуется геометрическими соотношениями АО)ОА, которые в общем случае являются равносто-1ронним.

Единственным уравнением связи между ними является теорема косинусов:

г?=(Я-р)2+Р?-2(К-р) *Ясо5<р. (1)

Произведя геометрические преобразования получили что треугольник ДОО1А -равнобедренный: 010=0|А=т, поэтому . И далее 11=010+р=т+р, а значит, г^2=г+р, откуда р=г(>/2-1).

Время перемещения до встречи с набегающей лопастью будетравно

А А

д, =-=--(2)

V д 0<0-Г-С05ф)

' К . .у!

Если усилие отрыва зерна от колоса равно Тс„ то условие отделения должно выглядеть: Р > Гс1 (3)

гдеР-силаударазернаколосао набегающую лопасть Тс1 -усилиеразрушениясвязи зернас колосом

Наосновании теоремы об импульсе силы при соудфении тела малой массы с телом несравненно большей массы можно записать Р • Л = т3 • Ду (4) Изменение скорости при ударе движущегося колоса о набегающую ло-

(со%)"/'

> импульс сил

At -(mjCur- cos ^[2 - {keFr • cos(p/ m3) •n. J)

подставив данное вы-

пасть будет: Ау = 2 - кдРг ■ ^ ражение в уравнение (4) и выразивизнего импульс силыи получим.

Р= У. I Г_ /. „ .4.1. (5)

Посте соответствующих преобразованийусловие(З) имеет вид

(я-т/2тс)■ 0)Рквг2 -1.1 Ашсфг + ТсХ = (6)

Уравнение (6) позволяет определить основной юнструкционньй размер рабочего радиуса вальцов МСУ при выбршной угловой скорости их вращения.

Центробежная сила, действующая на зерно, двияущееся по фиволиней-ному юнтуру фащающейся лопасти, возрастает до ш,ш2г и не только отделяет зерновку от материнснэго растения, но и способствует выделению зерна из соломы. Если из-за сопротивления воздуха юлос в молотильном зазоре потеряет свою вертикальную скорость, то после соударения с набегающей лопастью

его скорость будет равна V = /-и в этом случае, для обмолота необ-

2 • тзб)г

ходимо будет соблюсти соотношение 0,105тзО)Г > РотдА1 (7а)

Если же сопротивлением воздуха пренебречь, то вьраэквние (7а) примет

вид:

\,А\тза>г > РотдА1 (76)

Время ударного импульса Дг определяется величиной пути. Величина перемещения колоса по лопасти равна 5=0.004 м.

. 5 01004

Отсюда ш = — =-.

у саг

Подставив Ьл в зависимости (7а)Х7б), получим минимальное и макси-мальноезняениерадиуса вальцов _

^=3.15,0- Е г =4,44.10-2 К.

\ т30) \ т3со

В этом интервале должны находиться размеры радиусов при проектировании МСУ.

Далее нами рассматривается математическая модель обмолота зерновых колосовых на корню.

У

х© X, ^

Рис. 3. Схемаотделения зерна за счет инерционного воздействия.

За обобщённую координату примем угол Р максимум отклонения маятника от оси ОУ. Тогда мэординаты абсолютного движения точки М будут выглядеть так X = Х0 + X,. Нами принято, что координата У изменяется незначительно так как У о^О и вследствие этого У — Ь.

Определяем координату по оси ОХ Х0=/, зша (8).

„ г . / . . . /-втю

Тоща I 51па = — внкр отсюда выразим Ь: ¿ =---;

2 2зта

тогдаподставивЬ в знадение в вьфажение(8) получим: Х0 = ^ .

Так как у гол Р является, небольшой величиной мы допускаем, что координата Хо является величиной постоянной, тогда Х[ -1 • б'шр; после триго-

/

но метрических преобразований получим: X = — I Б1Пф +-|

2^ в'шау

Угол Р являе-вея, величиной изменяемой по времени Р=оЛ. Пользуясь полученной юординагой, определим скорость точки М, а также и её у скоро-

Va-

dx l ( . sinaA

-= -• Sinffl +-- -(OCOSCOt.

di 2 1 smaj

Ускорение точ ки M будет производная от сюросга;

а„=-

I

sincp +

-со2 sin2 £0/.

(10);

(11).

2 ^ т sinaJ

Так,угол р является переменным, то максимальноезначение его значение будет являться амплитудой колебаний, а её значениеопределяется из выра-

X

жеиия(9). А = sin В = -:—г-, (12).

I . Sinffl] - sm<p + —-

, 2V sinay

ау гол отклонения: ($='агшп

I (> ею

(13).

япф') вта/,

Полученное выражение 13 позволяет вычислить значение угла отклонения колоса при расчёте геометрических параметров МСУ.

Дня определения размеров канавки представим зерно в околоплодных чешуях материальной точкой М массой ш совершающая колебательное движение (рис.4.). Тогда с достаточной точностью можно записать где Т - период колебаний, I - длина маятника, V - коэффициент соответствия размерностям.

При западании зерна в канавку, нетальная длина маятника (материальная точка М) должна бьггь равной 1М, а затем она уменьшается до /0. Когда длина канавки: 1К =1М+13 тогда среднее значение периода колебаний равна: Тср — + л/ъЯц ■ Но с другой стороны / равна длине дуги, описанной

относительно центра О вращения вальца. Тогда можно записать I — й)Гл(.

Учитывая что, зерно поворачивается науголболеечем Ж И, было составлено и решено уравнение:

вьразив

отсюда 1 и приравняв полученное выражение нулю получили:

0)гл

Приняв д: , получили квадратноеуравнение. Его решением будут

корни 2 =-

1 + 4. —

саг.

-. (14)

у(огл

Так как подкоренное выражение положительное и больше нуля, то представляет интерес положительное значение X потому что при этом условии можно определить/.

/ = V {з. 12 5й)гл [1 + + (16 / (®гл )){2. (15)

Для расчётов примем /0 « 0 и упростив выражение(15)получим длину

канавки 1К=1М+13= 0,1 вй)2ГлУ + /3. (16)

Где- глрадиуслопаста, со -угловая скорость вальца.

РисМ. Определению формы канавки.

В дальнейшем процесс зависит от формы канавки. Западая в канавку, зерно участвует в д^х движениях: вращательном относительно точки О и переносном от внутренней к наружной кромке канавки. Траекторией движения будет эллипс, длинная полуось которого равна длине канавки 4 — /д, + /3, а короткая полуось - её глубине: Ик =10+13. Уравнение эллипса в каноническом виде выглядит:^*:^ //^ )+(у2 (17)

Используя полученное вьражение можно определить размеры и установить форму канавки.

Для определения у слошя разрушения связи зерна с колосом представим схему (рис'5), рассматривая ри(унок (5) составим уравнения проекции сил на оси ОХ ОУ. И соблюдая условие, что Тс1=Тс, была получена зависимость для

У силие отр ыва зерна по сл е про ведения ряда преобразо ваний получим

08/.' 418)

Отделённое зфно должно быть без остатков чешуй. На этот показатель влияет форма очёсывающей фомки. Под воздействием силы Тс (рис. 6)

Рис.6. Схема к определению формы очёсывающей кромки.

Если возникающее напряжение смятия больше критического [&см ], то плодоножка разрушается.

Исходя из этого была найдена разрушающая сила R равная векторной сумме сил сопротивлший Тс и Тс1

R=Tc+Tcl= ^¡Tc2 +ТС]-2ТсХТсcosy/ = TCJ2(1-cos^),. (19)

где у - угол между векторами. Тогда из этого уравнения можно найти площадь контакта зерна с очёсывающей 1фомюй5к.

= ГсЛ/ 2(1 - cosy/VKJ. (20)

К J

Угол наклона канавки по отношению к центру вращения влияет не только на отрыв зерновки от плодоножки, но и в большей мере на процесс ее дальнейшей транспортировки.

После отрыва зерна от плодоножки оно должна быть выброшено из кат навки, чтобы освободить место для следующего. Рассмотрим, при каком знаяе-нииуглаэто возможно рис.7.

Рис.7. Сх ема определ ения у птанаклонатр экспортирующей площадки.

Спроектируем силы на оси ОХ и OY и составив и решив уравнение полу-

чим значениеугаа наклона CtgS =

mp

■ р + F + F + 2 G

1 сопр т 1 ц^1 ин ^

.(21)

При разгрузке канавки на зерно действуют: центробежная сила ^ = пко2г; сила трения Ртр = N■tg<p^, сила тяжести и шла трения при любом

положении лопасти в рабочей зоне удерживают зерно. А вот влияние центробежной сил ы зависит от положения транспортирующей площадки. При углах

Ж

9 от 0 до — силаРц удерживает зерно, а при 0 > — способствует его быст-2 2

рой эва^ ации рис. 8.

Рисуйок 8. Осема определения угла наклона транспортирующей площадки.

Чтобы зерно могло выйти из канавки, транспортирующая площадка должнабьпъ как минимум пфпенди1ул}фнарадиусу г-лопасти.

Направим ось «У» в плосюсти возможного движения зерна (рис. 9.) и спроектируем на неё все силы.

Рис.9.Схемаопределениявыходазернаиз канавки. Получив при этом уравнение относительного равновесия зерна вида:

^ сову-N

(22)

Таким образом, проведя расчёты, для обеспечения выхода зерна из канавки установлено, что кромка канавки должна быть вертикальной и составлять с радиу сом гл угол:

л Л I я

е=?у + - = агс/£ -+ +-

2 1со г ) 2

о

Рассмотрим процесс взаимодействия лопасти вальца е. долоеомрис.Ю.

1*

(24)

Рис. 10. Схема к определению поступательной скорости вальца.

Дпяопределения поступательной скорости вальца составим уравнение движения концалопасти в параметрическом виде.

1 У1=Кв «ко*,

гдеуп - скорость подани; - радиус вальца; ш -окружная скорость вальца. Траекторией лопасти 1 будет аЬ. Лэпасть 2 опишет точно такую же фивую, смещенную в направление движения машины на величину ха, определяемую по формуле:

(25)

^ а (0

где а - центральный угол между соседними лопастями. Тогда уравнение дви-жениялопасш 2 имеет вид:

'х2=у„12-Яв5т((М2-а)

у2 = Явсоъ{ш2-а)

Траектория движения лопасти будет кривая <х1 (рис. 10). Зона обмолота в проекции на о сь X равн а:

Координата точки (с) началаобмолота колоса будет:

а)

Значение 1с найдём изусловия: уе =5„ = ^ со$(шс - а) где б„ - величин а опоры вальца.

отсюда: С05(ш/с - а) = —

(26)

(27)

(28)

Я.

Следовательно

о (3„+АЯ2-5а2)

а + агссОБ(-~в)

Ч

(29)

(30)

Получив вьражение (30) и учитьшая, что: 5в = где И, - радиус

колоса, а Ив - радиус вальца. Получим окончательное вьражение послупательной скорости вальца:

... ■ ..«¡fe + Уд,2)2)_ +42R«RK - Rl

(Rg ~ RK Ra — Л„

а + arceos

а + arceos -

К RK

Для определения скорости aiperarav,рассмотрим схему, приведённую на ри^нке 11.

S

Рис. 11. Схема копределению поступательной скорости агрегата.

Подана юлоса на обмолот основанием вперёд обеспечивается у становью й вальцов, имеющих длину 1в под углом у, к горизонту. Причём передний конец их оси должен быть ниже уровня колосьев, а задний выше, то есть величина проекции вальца на ось Y больше или равна длине колоса 1в ■ sin ув где 1К - длина колоса, 1в • sinув = е - величина проекции вальца на ось Y и примем данноеусловие для у прощения расчётов тогда е > 1К (32)

Пусть в процессе работы за время t вальцы переместятся из положения I в положениеII. При этом валец обмолотит ыолос 1.

/.COS Г,

va = 8 " (33)

гдеу.угол наклона вальцов коси X.

Допустим, время обмолота юлоса длинной 1К равно времени перемещения вальца по ходу движения агрегата, тогда правомерно считать, что время

можно определить из выражения: t = е/

(34)

отсюда:

va=lecosyg-vn/e (35)

Учитывая уравнение (35) получимуравнение скорости агрегата:

7ecos?yy °> ? 1 \пу;

2 arccjo's Re~RK L J

где-«у число воздействий нанолос

Для определения угла наклона вальцов у„ рассмотрим взаимодействие лопасти с колосом рис. 12.

Рис. 12. Схема копределениюугланаюгона вальца: 1-лопасть вальца, 2- канавка

Из схемы (ри. 12) видно, что при обмолоте, в канавке лопасти 2 зфнадолжны располагаться в один ряд. То есть научастке канавки длиной iv, равной

q (37)

cos/e

где - Эл - отрезок лопасти, на котором находиться зфна в один ряд при обмолоте одного колоса, должно быть п, зерен диаметром d3:

П.

d3 (d3 cosув)

Q

Таиэе количества зерна располагается надлинёк* иэлоса: к'к == —-

(38)

где - SK площадь поперечного сечения колоса с и, зерна.

Распределение зёрен на ней можно оценить коэффициентом заполнения к, который определяется опытным путём, и для каждого сорта имеет своё значение.

Tid\ _ кХлпе!3

Тогда: Sk = kn3

4 1 '4cosyg

Отоодадлинанакоторой расположено я, равна: kk = где-d, диаметр зерна.впоперечнике

bid, 4cosу.

(3$) (40)

При перемещении колоса на расстояние с, он должен сместиться по канавке на величину т^. Это будет обеспечено, если мы установим валец под ушомув, равным:

ув = агсвт

N = агсБЮ ГМзЛ

и,, 1.]

(41)

Таким образом, окончательное выражение для определения скорости машины примет вид:

v„=-

¿„со .(ш, V агсвш —-

е ■ агссоя ^—^ 1 .

(42)

В третьей главе изложена программа исследований, представлены частные методики проведения экспериментов и обработки опытных данных, описаны применяемые для этого технические средства, описана экспериментальная установка для определения основных пфаметров процесса обмолота МСУ.

Программой предусматривалось:

1. Определение физию-механических свойств зерна и листостебельной массы зерновых колосовых культур (коэффициентов трения, размерно-массовой и прочностной характеристик зёрен, растений зерновых культур).

2. Установление качественных показателей работы молотильно-сепарирующего устройства.

3. Составление и решение много факторной задачи по оптимизации процесса обмолота, на который влияют: количество канавок на лопастях, величины молотильного зазора,у шовая скорость.

В таблице 1 представлены факгорыи уровни их варьирования.

Таблица 1

Факторы Единицы Уровни факторов Ин-

измерения -1 0 + 1 ь,

Количество канавок, (хь) шт. 1 2 3 1

Диаметр опоры, (х2) мм -5 5 15 10

Угловая скорость, (.т,) о1 120 135 150 15

При разработке программы исследования за основу принята методика профессора Г.В. Веденягтина, по которой определялось количество опытов, их надежность,объем исследований.

Изучение процесса выделения зерна из голоса и изучение фракционного состава вороха проводились согласно ГОСТ 20915-87, ГОСТ 12042-86 с использованием методов математической теории планирования экспериментов. Обработка результатов, проверка адекватности моделей и их анализ осуществлялись по соответствующим методикам с использованием ЭВМ.

Дня остальных исследований.применялся детерминированный подход. При обработке данных и оценке результатов этих опытов применялись различные методы математической статистики.

В процессе исследований использовались как существующие, так и специально изготовленные установки и приборы.

В четвёртой главе пригодятся результаты экспериментальных исследований и проводится их анализ. Из полученных данных следует: средние значения коэффициентов трения по ко я для семян пшеницы при влажности 13 и25 % соответственно для сорта Камышинская 3 по окрашенной стали - 0,34 и 0,54, по стали шлифованной - 0^3 и 0,52. Коэффициент трения покоя для семян ячменя сорта Донецкий 8 по стали офашенной - 0,34 и 0,53; по стали шлифованной-О ДЗ и0£3.

*

I 1 I

I

1 - нанальная средняя влажность зерна колоса38,16%;

2 - начальная средняя влажность зерна юлоса22,46%;

3 - начальная средняя влажность зерна колоса54Р5%;

ло

Ч 1" 14"

I /0 ал » ф. ко

о « - -Л- -> Д и

врем*, сут/ги (

Изменение влажности зерна колоса и колоса при различных способах, дозревания. 1 - изменение средней влажности зерна голоса при созревании на корню 2 - изменение средней влажности зерна при созревании в валкеЗ ^ среднеквапрат'ическоеоткпонение вла'жности зфен при созревании на корню , , 4 - среднеквадратическое отклонение влажности зфен колоса при дозревании в валке.

Рис. 13.Определение физию-механических свойств зерновых применительно к инерционному обмолоту

•ч ч ^ А „

' V

А У

ж * * я ' «Г врем*, сит/ги

Результаты исследований влажности листа стебельной массы на время сушки в валке и на корню, а также измёнение средней влажности зерна и отношение объёма чешуй кобъёму зерна при созревании на юрню представлены на рис. 13.

Уменьшение шероховатости трущихся поверхностей приводит Л снижению пределов изменения коэффициента трения. Так, для семян сорта Камыши некая 8 йнтервал варьирования коэффициентов трения движения по стали офашенной составляет±0,21, по стали шлифованной - ± 0,07. Интфбалы варьирования юЗффициентов трения движения для семян ячменя сорта Донецкий 8 соответственно по стали о^ашенной ± 0,19, а по стали шлифованной - ± 0,03. Сравнивая значения № и получаем, что fq меньше Й1 и в общем случае

Й1=(1Д...1,5КЧ-

Угол внутреннего трения скольжения зерна колосовых в период уборки равен 213- 19,5°,угол естественного откоса- 36Д..36^°.

Рис. 14 Схемалабораторной установки: 1-электродвигатель; 2 - ведущий шкив; 3,15 - клиновые ремни; 4 - плита подвижного блока шкивов; 5 - промежуточный блокшкивов;6,14 - вальцы; 7,12 - шестерни вальцов;8,9 - шестерни промежуточные, 10 - ведомый шкив; 11 - подшипник^лисы; 13 - болт-указатель вели-чинырабочего радиуса; 16 - руюятка перемещения блока шкивов; 17 — гайка крепления плиты, 18 - неподвижная часть ведомого шкива, 19 -подвижная часть ведомого шкива; 20 - натяжные болты, 21 - натяжные пружины.

Таким образом, установлено, что фрикционные свойства зерна юэлооовых

зависят от состояния и типа поверхности трения, а также от состояния самого зерна (его влажности). С увеличений влажйости зерна наблюдается общая тенденция к увеличению его фрикционных свойств. Это следует учитывать при подготовке рабочих органо в к уборке зерновых.

Для проведения исследований по определению основных параметров МСУ былаизготовленалаборагорнойусгановки рисунокМ.

Опытами, проведёнными на лабораторной установке, определены зависимости: величины околота от числа канавок на лопасти вальца, изменение недомолота и засорённости зернового вороха от иэличества канавок и диаметров о пор вальцов.Наиболее значимые из них представлены нарис 15.

Зависимость ••ущчммы молот* от чиш канавок на лопает* мльца.

I -- ;

у 1

/ / х

у} !

-- у// !

1

!

Количество канавок

1 —Диаыггр опори 75 мм о- Диаметр 69 мм. —Диамате »5мм 1

Рис. 15.3нанениеобмолотаразличных сортов зерновых иэлосовых 1ультур.

Знэтения величин оптимизации получены при использовании плана Рехтшафнера позволила получить следующие адекватные математические мо-

дели:

1) Уравнение регрессии дляопределения полноты вымолота:

У, = 94.65 + 2.95л:, -6.95х2 +9.25х,1Мх1х2 --1 Л0хЛ + 4.00х2Х3 - 0.10x1 ~ 2-90х1 - 7-40*з

(44)

2) Уравнеииерефессии для определения засоренности юроха:

Г2 = 3.00 + 0.58х, - 0.25Х2 + 0.53х3 + 0.25х,л:2 +

+ 0.17х|х3 + 0.24х2х3 + 0.35х,2 + 0.45х2 + 0.28х2 Статистический анализ этих уравнений включал проверь достоверности эксперимента, проведенного по нулевым точкам плана, определение статистической значимости коэффициентов регрессии по I- критерию. Проверка по Р- критерию показала адекватность модели процессу на пятипроцент-номуровне значимости.

Проведенные канонические преобразования позволили построить поверхности отклика, дщ/мерные сечения которых представленынарисунке 16.

йШйёШШШШёаавЩ^Щй'®!

'А / л ¿г . л -ч Ь-

—7 • Ч -V

К - ■ уК- 1 1 ч' 1 ч

-А- г ■+

- 4 .... и

\ -+ ■■ -ч- т- -/ ... •1

ваЕзцашвяомввкава1

1зг£Нв1ггг§Ер2

■*тп1б| «Вималв

I \1 ||Т-Н*Т1 ) к-' 1/1 I

Рис. 16. Двумерные сеч ения поверхности отклика, характеризующие показатели полноты вымолота и засорённости зернового вороха.

Построение двумерных сечений проводилось одновременно для обоих фитериев оптимизации на линии равного уровня. Сечения наносились на один чертеж. Так как в наших исследованиях основной функцией отклика является полнота вымолота, то для построения двумерных сечений каждый фактор поочередно принимал значение, соответствующее максимальной величине у |, и на этих уровнях проводились сечения. Значения рассчитывались с использованием специально составленной программы, но оптимальная величина основного критерия оптимизации принималась в зависимости от значения дополнительного критерия у2. Учитывалось и то, что натуральное зна-чениеп (х0 - величина дискретная.

Данные, полученные графически, подтверждены аналитическими выводами при решении компромиссной многокритериальной зад да и. Для этого использовали метод неопределенных множителей Лагранжа и вводили коэффициент соответствия величин X. Так как основным из д^х критериев является уь то его значение принимали постоянной, максимально возможной величиной.

Решение полученной системы уравнений проводили с помощью программы на ЭВМ, задавая фиксированные целые значения XI и соответственно варьируя значениями х2 и хр. Из анализа полученные данных было установлено, что с увеличением числа канавок на лопастях вальца полнота вымолота^ засоренность зернового вороха увеличиваются. Уменьшение молотильного зазора в начале приводило к увеличению вымолота зерна, а затем и к отрыву необмолоченной части колоса. С увеличением величины зазора качество зернового вороха повышалось, но полнота вымолота снижалась. Увеличение угловой скорости приводило к росту полноты обмолота, но возрастала засорённость зернового вороха. Оптимальное значение полноты обмолота 99,0 % и засоренности вороха 3,5 %. Указанные значения получены от работы МСУ с тремя лопастями на каждом вальце, по одной канавке на лопасти; молотильным зазором 0±0,2 мм, при угловой скорости 121,4 с'1. Средняя влажность зерна 18 %. В пятой главе представлена энергетическая оценка эффективности агрегата с МСУ представленного на рисунке 17. _

Рис. 17. Модель зерноуборочного агрегата для обмолота зерновых на корню. Его расчёт основан на учёте затрат прямой и косвенной энергии для производства конкретного вида продукции по рассматриваемой технологии в сравнении с другими. Схема возможных технологий уборке представлена на (рис 18).

/ / /'

ч ' V V

Рис. 18 Схема технологий уборки зерновых культур.

/>Гв I

Оперяции по уборк« жл«во».

Iпроизводимые операции.

Таблица 2

| I ' О-I Скаикишнис и и ицлок л.^ОниИ миссы

| 2 | 0-2 С кпшшшпис х 1еЛ«|с>Й массы и ибм<и*6) комЛийном

3 О-З С"КИ111ЧЯЛ11не н ОЙМОЛО! хпебноН массы кимЛийиом

4 ' О-4 Обмолсп х пс(5пс1Й мпс«ы нн корню, комЛййком о М< "V | 5 ' I -3 I 1олЛ«р сналка и оЛмоло г мисс 1.1 комбайном

<5 | 2-Л Лосгппка хлебной массы ни с * аиишшрныН куикт

7 б-ЮОбмоло! члсЛиоИ массы на сшшкшцре

& 5- 1 2, I О- I 2. 3- I 2. 4- 1 2 Трянсиортироики. ^«рна ми I ок

9 5-8. 1 О I 1 Сбор силомы л кинни и сгя| ииа!гис их им край ноли

1 О 5-У С бор и1Ми.1ьчдиной сот>М1,1 н приионную 1елсжку.

| | К- и. I 1-13. 7 1 Я 1рднспор1нриики мисс|.| к ькир тоония

12 ^ Ч-П -4-1 Ч Разбрик,ы»анис измельченной мносы по 1К>;ио

1 3 9- 1 Я Гране пор гиронкв соломы ни ферму ' I ^ * | 4Г " """ ~

г Т 1ирцрабо г к« «ер

г я ^ кЛ

~ 1 5 Г1.1-1 3 ' 'ИснАль \nWfi7

I 14) проиэводегно

гис со;юмм 1ш нужды ирои-люло нн

1

Технология уборки зерновых культур с использованием предлагаемого агрегата выделена на схеме 17, а описание технологий в таблице 2. Результаты расчёта энергетической эффективности технологий уборки зерновых цультур, сведены в таблицу 3. А

Таблица 3

Марка агрегата. Работающего на загон*. Прямые затраты энергии На уборке зерновых МДж/га. Удельная энергоемкость комбайна на 1час работы МДж/га. Затраты живого труда на уборке зерновых МДж/га. Полные энергозатраты 4а, уборке зерновых кудалур. МДж/га

СКГД- 6 «Колос» 2108 3572,8 0,35 6166

ДОН - 1500Б 737,8 5529,6 0,063 *702б,5

МТЗ-80+КИР-1.5 172,5 172,5 ОДЗ 795

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе обзора существующих теоретических и экспериментальных исследований при уборке зерновых установлено, что наиболее перспективным методом обмолота зерновых колосовых культур (пшеницы, ржи и ячменя), является инерционный.

2. При рассмотрении возможных способов уборки зерновых с применением вальцового молотильного аппарата предложена технология обмолота зерновых колосовых на корню.

3. Предложено двух вальное молотильно-сепарирующее устройство (МСУ) лопастного типа с обмолачивающими канавками, расположенными на периферии криволинейной лопасти, причем взаимная установка лопастей позволяет отделять зерно у основания плодоножки колоса и свести до минимума травмирование зерна.

4. В результате теоретических и экспериментальных исследований процесса обмолота зерновых определены зависимости формы и размеров лопасти

вальца и обмолачивающей канавки, а также кинематические и технологические параметры (МСУ), их основные параметры: частота вращения вальцов 13001200 мин'1, молотильный зазор от 0,5 мм. до -0,5мм., и количество лопастей на вальце 3 шт., обеспечивающие процесс отделения и дальнейшее перемещение зерна.

5. При решении задачи оптимизации с использованием многофакторного эксперимента получена математическая модель процесса обмолота зерновых на корню. Оптимальные критерии оценки (выделение семян и засорённость зернового вороха) получены при следующих значения факторов: количество канавок на лопасти вальца - 1шт., молотильный зазор ±0,2 мм., угловая скорость 21,8с'1. При этом полнота вымолота составляет - 99%, а засорённость зернового вороха -3,5%.

6. Разработана методика расчёта основных параметров рабочего органа вальцового типа, которая использована при проектировании блока молотильных камер агрегата для обмолота зерновых на корню.

7. В ходе производственных испытаний выявлено, что технологические параметры для МСУ, должны быть следующими: диаметр вальца 150 мм, длинна вальца 500 мм, количество лопастей 3 шт, количество канавок на лопасти 1 шт, зазор между окружностями описанными крайними точками вальцов ± 0,2 мм, угловая скорость 1200...1250 мин"1. Для агрегата скорость движения 5...6 км/ч. при влажности зерна 18 %; полноте обмолота 96...99 %, засорённости зернового вороха 3... 5 %.

7. Энергетические затраты при предлагаемой технологии уборки с использованием разработанного зерноуборочного агрегата составляют 795 МДж/га, что в сравнении с применением комбайнов СКГД-6А «Колос» и ДОН 1500Б, в 9 раз меньше.

Основное содержание диссертаций опубликовано в следующих работах:

1. Ресурсосберегающие технологии при уборке зерновых колосовых /Д. В. Скрипкин А.Н. Цепляев/ Проблемы ресурсосбережения в АПК: материал международной научно практической конференции. Раздел Инженерные науки / Ставропольский ГАУ..- 2002 С. 68.

2. Исследование обмолота зерновых колосовых культур Д.В. Скрипкин/ Механизация, электрификация, мелиорация и управление с.х. производством. Региональная конференция молодых исследований 2002-2003 С. 83.

3. Исследование обмолота зерновых колосовых культур МСУ инерционного воздействия Д.В. Скрипкин А.Н. Цепляев / Механизация, электрификация, мелиорация и управление с.х. производством. Региональная конференция молодых исследований 2002-2003 С. 96.

4. Положительное решение на выдачу патента. Комбайн для уборки зерновых на корню. (Цепляев А.Н. Скрипкин Д.В. Шапров М.Н. Скворцов А.К.)

5. Теоретическое обоснование обмолота зерновых инерционным молотильным аппаратом А.Н. Цепляев, Д.В. Скрипкин. Актуальные проблемы развития АПК Материалы международно-практической конференции, посвящён-ной бОлетию Победы в ВОВ 2005 С. 86.

»15312

РНБ Русский фонд

2006-4 19674

Подписано в печать 8.09.2005 г. Формат 60x84 1/16. Уч. -изд. л. 1,0. Тир. 100. Зак. Типография Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии 4000002, Волгоград, пр. Университетский, 26

Обозначения, принятые в диссертации

Введение

Глава I. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Характеристика хлебной массы как предмет исследования

1.2. Обзор технологий и молотильных устройств, при обмолоте зерновых колосовых культур

1.3. Теоретические основы обмолота хлебной массы

1.4. Цель и задачи исследований

Глава П. Теоретическое обоснование работы молотильно-сепарирующего устройства на обмолоте зерновых

2.1 Обоснование технологической схемы молотильно-сепарирующего устройства и выбора обмолачивающих органов

2.2. Определение конструкционных параметров вальца

2.3. Процесс отделения и транспортировки зерна

2.4. Определение скорости машины 50 Выводы по главе

Глава III. Методика экспериментальных исследований

3.1. Программа исследований. Условия для проведения опытов 57 3.1.1. Методика определения необходимого количества опытов и точности их проведения

3.2. Методика проведения опытов, по определению технологических свойств растений зернового сорго

3.3. Экспериментальная лабораторная установка

3.4. Методика исследования параметров МСУ

3.4.1. Методика планирования многофакторного многокритериального эксперимента

3.4.2. Определение степени повреждения зерна пшеницы обмолачивающими рабочими органами вальцового типа

Глава IV. Результаты экспериментальных исследований

4.1. Технологические свойства растений зерновых

4.1.1. Размерно-массовая характеристика растений

4.1.2. Фрикционные свойства семян зерновых

4.2. Результаты экспериментов по оптимизации основных технологических показателей молотильно-сепарирующего устройства

4.3. Энергетическая оценка МСУ 94 Выводы по IV главе

Глава V. Энергетическая эффективность комбайна с МСУ. 100 5.1. Расчёт энергетических затрат 100 Выводы по V главе 109 Общие выводы по диссертации 110 Список использованной литературы . 112 Приложения

Основные обозначения, принятые в диссертации

8 — ширина молотильного зазора 83 - толщина зерна Ь3 - ширина зерна гм — радиус вспомогательной окружности гл — радиус лопасти гк — радиус колоса

Гкл — радиус кривизны лопасти г3 - радиус зерна гв- радиус вальца а — угол между соседними лопастями т3 — масса зерна г|у — ширина площадки контакта лопасти и колоса ув — угол наклона вальцов пуд — число ударных воздействий vn — скорость подачи пл — число лопастей р — текущий радиус

G3 — сила тяжести зерна

N — реакция нормальной силы

FTp — сила трения

Fu — центробежная сила относительно центра вращения вальцов со — угловая скорость вальца vo — окружная скорость вальцов

8 — угол между линией действия силы тяжести и осью у, характеризует кривизну лопасти t — время

S — величина смещения кромки лопасти по колосу за время t р — угол между линиями действия центробежной силы и осью х

Т — период колебания плодоножки с зерном — длина канавки hK — глубина канавки асм] — допустимое напряжение смятия ар] — допустимое напряжение растяжения

Fn — площадь плодоножки зерна dn — диаметр плодоножки

Y — угол между векторами сил Тс\ и Тс2.

Lonm — длина площадки контакта между плодоножкой и очесывающей кромкой vn — поступательная скорость вальца S0 — зона обмолота

SK - площадь колоса в поперечнике с количеством зёрен п3. Ф — угол трения

Тс1 и Тс2 — силы натяжения плодоножки d3 — диаметр зерна

Фактор, критерий оценки, дисперсионный анализ, двумерное сечение, уравнение регрессии, поверхность отклика

Актуальность темы. В агропромышленном секторе страны сложилась сложная ситуация. Технический потенциал села уменьшается. Ежегодное списание техники в 10-15 раз больше, чем приобретение. Многие заводы сельскохозяйственного машиностроения почти полностью прекратили выпуск своей продукции. Внутренний рынок стал обедняться и на него хлынул поток зарубежной техники. Продаётся она либо сама по себе, либо в пакете с технологией и «системой знаний». При этом для успешного продвижения на российский рынок зарубежных машин и технологий мирового уровня сформирован и постоянно поддерживается в средствах массовой информации штамп негативных сторон российского аграрного производства. Например, сельскохозяйственное производство имеет малую эффективность и производит продукцию низкого качества. В частности, производимое в России зерно не конкурентоспособно на мировом рынке.

Из изложенного следует, что решение проблем подъёма российского сельскохозяйственного производства, наряду с использованием зарубежных технологий и техники мирового уровня, заключается в ориентировании производителей на внедрение имеющихся в стране передовых отечественных технологий и комплексов машин, доведении их эксплуатационно-технических и особенно эргономических показателей до мирового уровня.

С целью снижения потерь урожая и получения высококачественного зерна (семян) необходимо переходить на прогрессивные технологии уборки сельскохозяйственных культур.

Для достижения намеченных планов необходимо: поднять на более высокий уровень селекционную работу; производить посев только высокоурожай-ф ными, районированными сортами зерновых культур, повышать плодородие почвы и улучшать агротехническую обработку; осуществлять мелиорацию земель; совершенствовать технологию и технические средства для уборки зерновых культур, всемерно сокращать потери урожая, в том числе и от механического повреждения зерна при обмолоте.

Резерв увеличения производства зерна - повышение его семенных свойств. А для этого необходимо использовать качественное зерно. Но этого невозможно достигнуть, если не соблюдать определенные мероприятия, ведь в партиях зерна после обмолота хлебной массы содержится до 85% травмированных зерен и до 4% - дробленных [104]. Сильно травмированные семена, например, пшеницы и ячменя дают урожай в 2 - 3, а иногда в 5 раз меньше здоровых семян. Продуктивность растений, выращенных из таких семян, существенно снижается. 30—40% семян зерновых не дают всходов из-за микроповреждений.

Микроповреждения также отрицательно влияют на технологию переработки зерна в спиртовом и пивоваренном производстве, для этого к зёрну предъявляют так же повышенные требования, а именно: до 95% ячменя и ржи до 90 % должны прорастать на пятый день [48].

Большое число технических задач, как в промышленности, так и в сельском хозяйстве решается с помощью инерционной техники. Колебательное воздействие рабочих органов на обрабатываемую среду вибрационных машин во многих случаях ведёт к интенсификации технологических процессов.

Вибрационные машины уже нашли применение при очистке семян, при подкопе и очистке корнеплодов, при высеве семян. В течение ряда лет в Волгоградской сельскохозяйственной академии ведётся разработка и исследование вибрационного молотильного аппарата (инерционного воздействия). Дальнейшему развитию и совершенствованию, а также созданию нового вибрационно-иннерционного обмолота служит настоящая работа.

Цель исследования — Совершенствование молотильно-сепарирующего устройства (МСУ) и технологии обмолота зерновых колосовых культур, на основе применения МСУ.

Задачи исследования:

- изучение физико-механических свойств зерновых культур, применительно к обмолоту МСУ;

- разработка методики расчета предлагаемого МСУ для обмолота зерновых культур на корню;

- оптимизация конструкторских и технологических параметров МСУ;

- создание на основе разработанной технологической схемы конструкции зерноуборочного агрегата на базе КИР-1,5 для обмолота зерновых культур на корню и определение его энергетической эффективности.

Объекты исследования — технологический процесс уборки зерновых колосовых на корню агрегатом, оборудованным блоком молотильных камер, с вальцовым молотильным аппаратом. Научная новизна работы:

- разработана технология обмолота зерновых культур на корню;

- создана конструкция зерноуборочного агрегата с МСУ инерционно-очёсного типа;

- усовершенствовано МСУ для обмолота зерновых колосовых культур на корню;

- обоснована математическая модель инерционно-очёсного обмолота зерновых;

- обоснована конструкция молотильного аппарата инерционно-очёсного воздействия.

Практическая значимость - заключается в усовершенствовании МСУ для обмолота зерновых колосовых культур и предложенной технологии уборки зерновых колосовых культур разработанным агрегатом с инерционно-очёсным молотильным аппаратом вальцового типа, который обеспечивает наиболее качественный обмолот, при влажности зерна 18%. Дробление зерна при этом не превышает 0,5%, а энергозатраты снижаются до 4.5 раз, по сравнению с серийными комбайнами.

Апробация - Основные положения диссертации докладывались на научных конференциях Волгоградской ГСХА, а также межвузовских научнопрактических конференциях студентов и молодых учёных Волгоградской области (2002-2005г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе получено решение на выдачу патента.

Реализация результатов исследований. Результаты исследования усовершенствованной технологии и молотильно-сепарирующего устройства инерционно-очёсного типа для обмолота зерновых колосовых культур, реализуются в СПК «Ленинский путь» Новониколаевского района Волгоградской области.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков 15 таблиц и 16 страниц приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе обзора существующих теоретических и экспериментальных исследований при уборке зерновых установлено, что наиболее перспективным методом обмолота зерновых колосовых культур (пшеницы, ржи и ячменя), является инерционный.

2. При рассмотрении возможных способов уборки зерновых с применением вальцового молотильного аппарата предложена технология обмолота зерновых колосовых на корню.

3. Предложено двух вальное молотильно-сепарирующее устройство (МСУ) лопастного типа с обмолачивающими канавками, расположенными на периферии криволинейной лопасти, причем взаимная установка лопастей позволяет отделять зерно у основания плодоножки колоса и свести до минимума травмирование зерна.

4. В результате теоретических и экспериментальных исследований процесса обмолота зерновых определены зависимости формы и размеров лопасти вальца и обмолачивающей канавки, а также кинематические и технологические параметры (МСУ), их основные параметры: частота вращения вальцов 13001200 мин"1, молотильный зазор от 0,5 мм. до -0,5мм., и количество лопастей на вальце 3 шт., обеспечивающие процесс отделения и дальнейшее перемещение зерна.

5. При решении задачи оптимизации с использованием многофакторного эксперимента получена математическая модель процесса обмолота зерновых на корню. Оптимальные критерии оценки (выделение семян и засорённость зернового вороха) получены при следующих значения факторов: количество канавок на лопасти вальца - 1шт., молотильный зазор ±0,2 мм., угловая скорость 1218 мин"1. При этом полнота вымолота составляет - 99%, а засорённость зернового вороха-3,5%.

6. Разработана методика расчёта основных параметров рабочего органа вальцового типа, которая использована при проектировании блока молотильных камер агрегата для обмолота зерновых на корню.

7. В ходе производственных испытаний выявлено, что технологические параметры для МСУ, должны быть следующими: диаметр вальца 150 мм, длинна вальца 500 мм, количество лопастей 3 шт, количество канавок на лопасти 1 шт, зазор между окружностями описанными крайними точками вальцов ± 0,2 мм, угловая скорость 1200. 1250 мин"1. Для агрегата скорость движения 5.6 км/ч. При влажности зерна 18 %; полноте обмолота 96.99 %, засорённости зернового вороха 3.5 %.

8. Энергетические затраты при предлагаемой технологии уборки с использованием разработанного зерноуборочного агрегата составляют 795 МДж/га, что в сравнении с применением комбайнов СКГД-6А «Колос» и ДОН 1500Б, в 9 раз меньше.

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. / Адлер Ю.П./ -М.: Наука, 1976.-280 с.

2. Алабушев, А.В. и др. Технология возделывания сорго на зерно, семена, силос. / Алабушев А.В. и др./ Рекомендации. Зерноград, 1989. С.4-7; С.15-16.

3. Анисимов, В.А. Аппарат для обмолота метелок сорго /Анисимов В.А., Васин М.П., Шполянский В.Л. и др./ Кукуруза. 1978. № 4. -С.26.

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. /Артоболевский И.И./ -М.: Наука, 1975. -340с.

5. Астанакулов К. Молотилка для зерновых. /Астанакулов К./Сельский механизатор №8 2001 г.

6. Бойков, Уборка семенных и селекционных посевов сорго очесом на корню / Бойков и др./ Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1982. №3. С. 9-10.

7. Бондаренко, В.П. Культура больших возможностей /Бондаренко В.П., Манятин Ю.К., Олексенко Ю.Ф. и др./ Кукуруза и сорго- 1985. № 4. -С. 25-26.

8. Бородин Д.Н. Влияние тангенциальной составляющей ударного импульса на повреждение зерна: /Бородин Д.Н., Глушенко Е.Я./ Сб. науч. тр. / РИСХМ, 1972,-Вып. 3: Проектирование рабочих органов сельскохозяйственных машин. -С.21-24.

9. Ю.Бродский А.Д. Краткий справочник по математической обработке результатов измерений. /Бродский А.Д., Кан B.C./ -М. Стандартиздат. 1976. изд.2 доп. и перераб--167 с.

10. П.Буддо И.С. Механическая травма и всхожесть семян зерновых в зависимости от влажности зерна в момент обмолота: /Буддо И.С./ Сб. научн. тр.

11. Иркутский СХИ, 1960.-Вып.15: Известия Иркутского СХИ. С.154-163.

12. Бухаркин В.Н. Пути снижения повреждений стеблей в теребильном аппарате льнокомбайна /Бухаркин В.Н. и др./ Тракторы и сельхозмашины. 1984.№7.-С.27-28.

13. Вавилов В.П. Растениеводство. /Вавилов В.П./ -М: Колос. 1979, -520 с. М.Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования иобработки опытных данных. /Веденяпин Г.В./ -М: Колос 1973. -196 с.

14. Вирченко Н.А. Графики функций. Справочник. /Вирченко НА., Ляшко И.И., Швецов К.И. и др./ -Киев : 1980. -с. ,320-323 .

15. Власов М.С. Методика экономической оценки с-х. техники. / Власов М.С./М. Колос. 1979,-223 с.

16. Воронков И.М. Курс теоретической механики. /Воронков И.М./ -М.: Наука, 1966. -596 с,

17. Воцкий З.И. Уборка семенных участков зерновых культур комбайнами двухфазного обмолота. /Воцкий З.И. Четыркин Б.Н. и др./ М.: Россельхозиз-дат, 1974.-101с.

18. Голдина В.Н. Рациональный метод построения эмпирических формул. /Голдина В.Н./ ,-В кн. : Земледельческая механика , т. №11, -М. : Машиностроение , 1968-С, 102-106.

19. Гончаров Б.И. Обмолот риса на корню методом очеса / Гончаров Б.И./ Тракторы и сельхозмашины, 1977. № 8. -С. 23-25.

20. Горячкин В.П. Собрание сочинений : в 3-х томах /Горячкин В.П./ -М,: Колос , 1965.Т.1 720 с.

21. Гудков А.Н. Молотильное устройство вибрационно-ударного типа. / Гудков А.Н., Салдаев A.M./ Степные просторы. №6 1977г.

22. ГОСТ 11229-89 Семена сорго. Сортовые и посевные качества- Введ, С 01.07.89. -М,: Изд-во стандартов, 1989. 4 с.

23. ГОСТ 12036-88. Семена сельскохозяйственных культур. Отбор образцов. -Введ. с 01.11,88 до 01.П.90-13 с.

24. ГОСТ 12038-95. Семена сельскохозяйственных культур Методы определения всхожести. -Введ. с 01.07.66 до 01.07.81-5 с.

25. ГОСТ 12042-86. Методы определения массы 1000 семян, -Введ. С 01.07.86 до01.07.81.-2с,

26. ГОСТ 20915-87. Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний. -Введ, С 01.01.87 до 01.01.82. -М,: Изд-во стандартов, 1981.-34 с.

27. Грачёв Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. /Грачёв Ю.П./ ,-М.: Пищевая промышленность , 1979. -199 с.

28. Гудков А.Н. Теоретические основы построения рабочих процессов с.х. машин с учётом характера живой материи растений, животных, почвы. /Гудков

29. A.Н./ В кн. : Земледельческая механика , т.,9, -М.: Машиностроение , 1966. -С. 86-97.

30. Гудков А.Н. К обоснованию параметров рабочих органов для вибрационного обмолота /Гудков А.Н.-, Заднепровский Р.П./ Механизация и электрификация. 1964. № 1.- С.21-24.

31. Гурман В.Г. Теория вероятности и математическая статистика. / Гурман

32. B.Г./ -Высшая школа , 1977. -479 с.

33. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. /Доспехов Б.А./ -М,: Колос, 1979. -416 с.

34. Егорова Т.И. Теория потока волокнистых стеблей, как теория автоколебаний распределенной системы с запаздывающей обратной связью. /Егорова Т.Н./ Труды ВЛМ, т. 39, М.,1965. -С. 89-91.

35. Емелин Б.Н. Силы отрыва плодов огурцов вальцовыми устройствами /Емелин Б.Н., Хлуденев В.Н./ Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1984. №10.-С.30-31

36. Ефимов Н.В. Квадратичные формы и матрицы. / Ефимов Н.В./ -М.: Наука. 1967. 272 с.

37. Жизнеспособность семян / Пер, с англ, Н.А.Емельяновой, под ред. М.К.Фирсовой. -М.: Колос, 1978, -415 с,

38. Жук Я.М. Повышение эффективности уборочной техники для сорго / Жук

39. Заднепровский Р.П. Расход энергии на обмолот зерновых культур ударно-вибрационными рабочими органами /Заднепровский Р.П./ Тракторы и сельхозмашины. 1971. №4.-С. 27-29

40. Зайцев Н.Г. Механизированная технология уборки зерна сорго в селекционно-семеноводческих посевах: /Зайцев Н.Г., Самохвалов А.И., Рыбчинский А.Д./ Бюл. Науч. Технич. Информ.: Сельскохозяйственное приборостроение. 1980.№3(28).-С.37-38.

41. Иленева С.В, Исследование устройства для обмолота метелочных // Тезисы докладов IV Межвузовской конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области. Направление «Сельское хозяйство» -Волгоград, 1999. С.98-99

42. Иленева С.В Патент Р.Ф. на изобретение «Прямоточная выносная молотильная камера» /Иленева С.В. Скворцов А,К., Цепляев А.Н./ -Заявл. 11.07.95, №2090048; опубл. В Бюл. №26 от 20.09.97,

43. Иленева С.В. Сорговеничная молотилка. /Иленева С.В. Скворцов А,К., Цепляев А.Н./ Вестник АПК № 8 (80), май 1996, бюллетень центра «Агроин-формреклама». Волгоград. 1996.- С.2.

44. Иленева С.В. Соргоуборочный комбайн. /Иленева С.В; Скворцов А,К., Цепляев А.Н./ Научный вестник. Инженерные науки. Выпуск 2, Волгоград, 1999. С.118.120.

45. Волгоград, 1993. С.235-237.

46. Иленёва С.В. Совершенствование конструкции и обоснование параметров обмолачивающего устройства для мелкосеменных культур: / Иленёва С.В./ Дисс. канд. техн. наук. Волгоград,2000.150с.

47. Инструкция по определению годового экономического эффекта получаемого в сельскохозяйственном производстве от внедрения результатов научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ. -М.: ВАСХНИЛ. 1975, 144 с.

48. Калашник М.Ф. Влияние фазы спелости семян на их посевные и урожайные качества / Калашник М.Ф., Науменко А.И./ Кукуруза, 1978. № 9. С.31-33.

49. Карпович И.В. Влажность семян при обмолоте определяет их всхожесть / Карпович И.В./ Селекция и семеноводство, 1964. № 1. -С.36-38.

50. Карпуша П.П. Основные параметры очесывающего устройства для уборки некоторых сельскохозяйственных культур / Карпуша П.П./ Тракторы и сельхозмашины. 1981. №7. С. 17-19.

51. Ф. Канаев, Ю. Ващенко. Возьмём из вороха всё. / Канаев, Ю. Ващенко./ Сельский механизатор №8 2001 г.

52. Кленин Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы. /Кленин Н.И., Сакун В.А. и др./ -2-е изд. перераб. и доп. -М.: Колос, 1980.-671 с.

53. Когут М.М. Технология выращивания, уборки и промышленной обработки семян сорговых культур. /Когут М.М., Мирошниченко В.Ф./ Ростов-на-Дону, 1978.-17 с.

54. Кожевников С.Н. Механизмы. /Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М./ М.-Машиностроение, 1976. -784 с.

55. Колесов Г.В. Энергосберегающая технология обмолота зерновых культур. /Колесов Г.В./Механизация и Электрификация Сельского Хозяйства №10 2001г.

56. Козлов А.В. Сорго в США, /Козлов А.В., Лищенко В.Ф., Черняков Б,А./

57. Кукуруза, 1984. №1.-С.30.31

58. Колганов К.Г. Комбайны двухфазного обмолота зерновых культур. /Кол-ганов К.Г., Четыркин Б.Н., Воцкий З.И./ -Челябинск: кн. изд.-во, 1971.

59. Косачёв Г.Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники. / Косачёв Г.Г./ -М.: Колос, 1978.-240 с.

60. Куперман Ф.М. Еще раз о механических повреждениях семян /Куперман Ф.М./ Селекция и семеноводство": 1950. № 3-С,45-48.

61. Листопад Г.Е. Руководство по технологии программированного возделывания зерновых и кормовых культур на орошаемых землях Нижнего Поволжья, / Листопад Г.Е., Иванов А.Ф., Климов А.А., Филин В.И./ Волгоград, 1979. -94с.

62. Листопад Г.Е. Сельскохозяйственные машины /Листопад Г.Е, Демидов Г.К., Зонов Б.Д. и др./М.: Агропромиздат, 1986.г.

63. Макаров В.К. Исследование процесса обмолота зерновых колосовых культур импульсным воздействием. /Макаров В.К./ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Волгоград, 1979, 207 с.

64. Малахов А.В. Исследование процесса обмолота зерновых колосовых культур с применением виброударного воздействия. /Малахов А.В./ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Волгоград, 1970, 187с.

65. Маликов Е.А. Исследование молотильного аппарата очесывающего типа для риса /Маликов Е.А./ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Волгоград, 1971, 160 с.

66. Малиновский В.Н. и др. Устройство для уборки семян метелочных культур на корню/А,с. №888846 от 22,03.81. Бюл.№46.

67. Мельников С.В., Алёшин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов, -Л,: Колос; 1980,-227 с,

68. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. -М.: Экономика, 1977. 46 с.

69. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственныхкультур М.: Колос, 1971,-239 с.

70. Методика изучения физико-механических свойств с.-х. растений, -М,. ВИСХОМ. Э 970 .-277 с.

71. Методика определения технико-экономической эффективности с/х машин. -ВИСХОМ -М.: ВИСХОМ. 1961. 118 с.

72. Методика определения экономической эффективности технологий и с.-х. техники. -М. ВНЯИЭСХ, 1998. -220 с,

73. Мирошниченко В.Ф. Технология и комплексы машин для уборки сорго / Мирошниченко В.Ф., Когут М.М. и др./ Кукуруза. 1978.- С. 18-19.

74. Митков A.JI. Статистические методы в сельхозмашиностроении. / Митков A.JL, Кардашевский С.В./ -М-; 1978, -360 с.

75. Налимов В.В. Теория эксперимента. /Налимов В.В./ -М.: Физматгиз , 1974.,-217 с.

76. Налимов В.В. Логическое обоснование планирования эксперимента. / Налимов В.В., Голикова Т.И. и др./ -М.: Металлургия , 1976., -128 с.

77. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. / Налимов В.В., Чернова Н.А . и др./ -М.: Наука, 1965. -340 с.77.0лексенко Ю.Ф. Прогрессивная технология возделывания сорго. / Олек-сенко Ю.Ф / -Киев: Урожай, 1986. -80 с.

78. Орлов В.М. Химическая сушка зернового сорго на корню / Орлов В.М./ Кукуруза, 1979,№8,С.21-22

79. ОСТ 70.2.2-73. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки. Взамен ОН-ОЗ.66; Введ. С 01.01,74. 23 с.80.0СТ 70.8.1-81 Испытание сельскохозяйственной техники. Машины зерноуборочные. Программа испытаний. -Введ. С 01.07.81-192 с.

80. Подьяпольская О.П. Влияние на микрофлору зерна целостности его покровов /Подьяпольская О.П./ Сб. научи. тр./ВНИИЗ, 1955.-Вып.ЗО, С.45-48.

81. Полевой А.Н. Теория и расчет продуктивности сельскохозяйственных культур. /Полевой А.Н./-Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 250 с.

82. Проблемы и задачи по селекции, семеноводству, производству и переработки сорго в СССР: Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Зерноград, 1990.-206 с.

83. Пугачев А.Я. Контроль качества уборки зерновых культур. / Пугачев

84. A.Н./ -М.: Колос, 1980. -255 с.

85. Пугачев А.Н. Повреждение зерна машинами /Пугачев А.Н./ -М.: 1976.320 с.

86. Пугачев А.Н. Снижение потерь и механических повреждений зерна при уборке /Пугачев А.Н./ Международный сельскохозяйственный журнал. 1979-№4.-С.82-86.

87. Пустыгин М.А. Теория и технологический расчет молотильных устройств: /Пустыгин М.А./ Огиз Сельхозгиз. 1948. -97 с.

88. Родионов JI.B. Обоснование основных параметров щелевого элемента динамически активного очесывающего аппарата /Родионов Л.В./ Тракторы и сельхозмашины. 1983. №4. С.35-36.

89. Родионов Л.В. Способы и средства для очеса стеблей льна /Родионов Л.В./ Тракторы и сельхозмашины, 1980. №11. -С.22-23.

90. Родионов Л.В. Сравнительный анализ очесывающих устройств поли- и монощелевого типа /Родионов Л.В./ Тракторы и сельхозмашины. 1986, № 5. -С. 31

91. Салдаев A.M., Молотильное устройство вибрационно-ударного типа. /Салдаев A.M., Гудков А.М./Степные просторы, 1977, №6. -С. 46

92. Салдаев A.M. Молотильно-сепарирующее устройство /А.с. №1055408 от 21.05.82, Бюл. №43.

93. Сапунков А.П., Энергетическая оценка механизированных технологий в растениеводстве и животноводстве /Сапунков А.П., Цепляев А.Н., Лемякин

94. B.Л., и др/ Волгоградская СХА 2000г.

95. Единицы физических величин и их размерности. -М . Наука 1977,-22 с,

96. Скворцов А.К., Исследование процесса обмолота риса вибрационно-импульсным аппаратом: /Скворцов А.К./ Дис. канд. техн. наук. Волгоград 1968. -183 с,

97. Скворцов А.К., Разработка ресурсосберегающих технологий и средств механизации уборки зерновых культур на основе использования инерционно-очёсных молотильных аппаратов: /Скворцов А.К./ Дис. уч. ст.докт. тех. наук 2005. 357с.

98. Скрипкин Д.В. Ресурсосберегающие технологии при уборке зерновых колосовых /Скрипкин Д.В., Цепляев А.Н./ Проблемы ресурсосбережения в АПК: материал международной научно практической конференции. Раздел Инженерные науки / Ставропольский ГАУ.- 2002 С. 68.

99. Скрипкин Д.В. Исследование обмолота зерновых колосовых культур /Скрипкин Д.В., Цепляев А.Н./ Механизация, электрификация, мелиорация и управление с.х. производством. Региональная конференция молодых исследований 2002-2003 С. 83.

100. Цепляев А.Н. Теоретическое обоснование обмолота зерновых инерционным молотильным аппаратом /Скрипкин Д.В., Цепляев А.Н./ Актуальные проблемы развития АПК Материалы международно-практической конференции, посвящённой бОлетию Победы в ВОВ 2005 С. 86.

101. Сторона И.Г. Физиолого-биохимические особенности травмированных семян:/ Сторона И.Г., Кизилова Е.Г. и др./ Сб. научн, тр./ Украинский НИИ растениеводства, селекции и генетики, 1971.-Т.10-П.- 1971. С.245-254.

102. Титенок JI.H. Всхожесть и внутренняя микрофлора семян сорго, хранившихся в разных условиях /Титенок JI.H./ Кукуруза. 1972. № 10.-С.27-28.

103. Ульрих Н.Н. Механизация трудоемких процессов в селекции и семеноводстве /Ульрих Н.Н./ Селекция и семеноводство. 1964. № 1. -С. 55-58.

104. Фёдорова О.А. Снижение повреждаемости зерна при уборке зерновых культур за счёт предварительного обмолота хлебной массы: /Фёдорова О.А./ Автореферат дисс. канд. тех. наук. Волгоград, 2003 - Зс.

105. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. -М. Колос, 1970. -423 с.

106. Физиология с.-х. растений. В 12-ти томах. -Издательство Московского университета, 1970. Т.8. "520 с.

107. Цепляев А.Н. Агрономические и технические решения по совершенствованию возделывания бахчевых культур в неорошаемом земледелии: /Цепляев А.Н/ Дисс. на соиск. уч. степени доктора с-х наук., Волгоград, 1998, 375 с.

108. Чернышков А.А. Новые методы уборки семенников трав за рубежом /Чернышков А.А./ Тракторы и сельхозмашины. 1986. №5. С.58-60.

109. Чуксин П.И. Совершенствование технологического процесса уборки колосовой части растений зерновых культур путем разработки и оптимизации очесывающих зубьев: /Чуксин П.И./ Дисс. канд. техн. наук .-Минск, 1986.161 с.

110. Шевченко В.Е. Малогабаритные машины для механизации селекционных процессов /Шевченко В.Е., Нужний А.Ф. и др./ Селекция и семеноводство. 1978. .№1. -/ С.21-23

111. Житнева Ф.А. Экономическая эффективность новых с/х машин. Методика и нормативно- справочные материалы. Под редакцией /Житнева Ф.А. Колотушкиной А.П. и др./ -М.: Машиз. 1971. 314 с.

112. Kudasomanhaver В. Et. Al. Effect of nitregtn and pifntpopulation on hybrid sorghum. Jrein jield ist components //Mysore J. Agr. Si. 1980.-V.14. -N2, -P.I 90-195.

113. Parvftikar et. al. Respouse ofnitrojen application with referense to stages of growth on the grain yield oter physiological Parameters in sorghum // Sorghum newsletterl980.-V.22. P. 36.

114. Pova H. et. al. Relationships amonj Kernel weight percentage protein and grain sorghum Ucmv. J. agr. Tood nutrit, 1980. V.2.-N3.-P. 152. 159

115. Schleicher J. Be tough time managers, sfy top sorghum growers // .Irrigation

116. Age, 1976.-V. 10. N7.-P. 9-10.

117. Sharma H., Jain N. Esstct if leaf Diseases oflrain of Same Varieties of Sorgutn. -Pros. Jndian. Acad. Sc., Sec.'B, 1975 V.81 N 5. P.223-227.

118. Singh O.P., Malik H.P.S. Improved Agronimical Practices log Jnereaac-ing SorgLim Production in Jndia Jndia farmers dif. 1985-P. 20-71.