автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии уборки зерновых колосовых культур с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы

кандидата технических наук
Артемов, Вадим Евгеньевич
город
Краснодар
год
2005
специальность ВАК РФ
05.20.01
цена
450 рублей
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Совершенствование технологии уборки зерновых колосовых культур с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии уборки зерновых колосовых культур с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы"

На правах рукописи

Артемов Вадим Евгеньевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИЦЕПНОГО ПОДБОРЩИКА-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ СОЛОМЫ

Специальность 05-20.01-Техиапогии в средства механизации сельского

хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических ваук

Краснодар 2005

Работа выполнена в Федеральном ГОУ ВПО "Кубанский

государственный аграрный университет"

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Маслов Геннадий Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Плешаков Вадим Николаевич кандидат технических наук, старший научный сотрудник Анисимов Валерий Аркадьевич

Ведущее предприятие: ФГНУ «РосНИИТиМ» (г. Новокубанск)

Защита состоится «27» апреля 2005г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.08 при Кубанском государственном аграрном университете по адресу: 350044 г.Краснодар, ул. Калинина,13, корп. факультета механизации, ауд. №401.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « 25 » марта 2005г.

*

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р техн. н., проф.

Чеботарев М.И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ведение сельскохозяйственного производства в

сложившихся рыночных экономических отношениях показано, что применяемые сейчас в хозяйствах Краснодарского края технологии воздетлвания основных культур явл. потея дорогостоящими, требуют больших материальных затрат, большого количества топливо-смазочных материалов и не отвечают современным экологическим требованиям. В результате этого получаемая продукция становится неюшкурентоспособной, хозяйства имеют низкую прибыль от реализуемой продукции. Положение усугубляется! еще и тем, что имеющийся в крае машинно-трг«горный парк сильно изношен и перегружен.

Интересы снижения себестоимости сельскохозяйственной продукции, повышения ее конкурентной способности диктуют необходимость использования имеющихся в хозяйствах резервов, способных дать отдачу в кратчайшие сроки. Одним из них является изменение технологии уборки зерновых - переход с копейной технологии на технологию с измельчением и разбрасыв анием соломы по полю, что дает значительный эффект путем резкого сокращения денежных затрат, машинного времени и потерь зерна. При этом одновременно решаются вопросы использования соломы на органическое удобрение или в качестве мульчирующего материала. Применение соломы зерновых колосовых культур в сочетании с минимальными обработками почвы (мульчирующая обработка) решает комплексную задачу - защиту полей от эрозии и дефляции, а также повышения

плодородия почвы, а, следовательно, и урожайности сельскохозяйственных культур, положительно будет действовать на экологическую обстановку в крае.

Однако применяемая технология измельчения и разбрасывания соломы имеет много существенных недостатков. Главные из них следующие: неравномерное распределение измельченной соломы, серийные измельчители снижают производительность комбайнов и срок их службы на 10...25 процентов, на столько же повышают расход топлива и на 0.5% потери зерна.

ь

»

Наша работа направлена на устранение указанных недостатков применяемой технологии уборки зерновых колосовых культур и главным образом на повышение производительности зерноуборочных комбайнов, качества измельчения и равномерности распределения соломы, снижение потерь урожая за счет работы их в режиме капота при последующем использовании прицепных подборщиков-измельчителей соломы. От комбайна необходимо отделить функции сбора, измельчения и разбрасывания НГЧУ, но обеспечить формирование палка соломы оптимальной «мощности».

Работа соответствует "Стратегии машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года" и выполнена согласно тематическому плану НИР Кубанского ГАУ по госбюджетной тематике на 1996-2000 гт. (ГР 01960009007) и на 2001-2005 гг. (ГР 0)200113467).

Цель работы - обоснование оптимальных режимных параметров подборщика-измельчителя соломы, параметров формируемого для него валка при обмолоте комбайном и повышение качества работ.

Объект исследования - технологии уборки зерновых колосовых культур, а также процесс подбора валков соломы, ее измельчения и разбрасывания по полю.

Предметом исследования является выявление закономерностей условий эффективного функционирования подборщика-измельчителя соломы и изменения его эксш1уатационяо-технологических показателей работы от условий уборки.

Методика исследований. Общая методика исследований предусматривала разработку теоретических предпосылок, их экспериментальную проверку в лабораторных и производственных условиях и экономическую оценку результатов исследований.

Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях на ос-

| мп*»'-'!«' ; -нч»«*"'" * '

нове общепринятых методик, а также по методикам, разработанным с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием известных методов расчетов на ПЭВМ.

Научную новизну исследований представляет оптимальные параметры формируемых валков соломы и законы распределения их показателей; оптимальные режимные параметры подборщика-измельчителя соломы; зависимости эксплуатационных и экономических показателей подборшикг-измельчителя (производительности, пропускной способности, расхода топлииа) от условий и режимов его ¡работы. Новизна технического решения подтверждена положительным решением Роспатента на выдачу патента на изобретение по заявке № 2002115618/12(016470).

Практическая ценность. Использование зерноуборочных комбайнов в режиме капота с последующим применением подборщика-измельчителя соломы позволяет уменьшить потери зерна, износ комбайна, повысить его производительность, качество измельчения и равномерность распределения соломы по полю, снизить в целом эксплуатационные затраты на уборку.

Ценность представляет также методика инженерного расчета подборщика-измельчителя

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Закономерности условий функционирования подборщика-измельчителя

лпт! ¡чгяд

2. Оптимальные режимные параметры подборщика-измельчителя соломы.

3 Зависимости производительности подборщика-измельчителя, его пропускной способности, расхода топлива от условий уборки и режимных параметров.

4 Методика инженерного расчета механизмов подборщика-измельчителя соломы

5. Экономическая эффективность усовершенствованной технологии уборки озимой пшеницы с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы.

Реализация результатов исследований. Технология уборки зерновых колосовых культур с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы внедрена в учхозе «Кубань» г Краснодара с экономическим эффектом 203,9 руб/га.

Результаты научных исследований используются в учебном процессе Куб-

ГАУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях КГАУ (2001-2003 гг) и опубликованы в центральных журналах и научных трудах университета Макетный образец подЗоршика внедрен в учхозе "Кубань", а результаты его исследований - в учебный процесс КубГАУ.

Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 4 научных работы, в том числе одна в центральной печати, и получено одно положительное решение Роспатента на выдачу патента на изобретение по заявке № 2002115618/12(016470).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, библиографического списка использованной литературы, приложений. Работа содержит 172 страницы основного текста, 59 рисунков, 43 таблицы и 9 приложений Список литературы включает 142 наименования.

СОДКРЖАНИЖ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, ее практическая значимость сформулированы цель исследований и положения, наносимые на защиту.

В первой гчаве (Состояние вопроса, цель и задачи исследования» дан анализ применяемых вариантов технологий уборки нсэерновой части 5урожая зерновых колосовых культур, конструкций измельчителей соломы и приспособлений

к комбайнам, режимов работы зерноуборочных комбайнов по способу утилизации НЧУ, валковой и комбайновой технологий уборки, подготовки и использования соломы в качестве органического удобрения. Приведены агротехнические и зоотехнические требования к машинам для уборки зерновых колосовых культур и измельчителям соломы.

Существенный вклад в разработку технологии уборки НЧУ и обоснование комплекса м.шган внесли наши отечественные ученые Э.И Липкович, Э.В. Жал-нин, О.Г. Ангилеев, В .А. Анисимов, А.Т. Табашяшсов, Е.И. Тр^илин, Н.И. Шабанов и др Существующие способы уборки незерновой части урожая можно свести к 10 вариантам технологий и комплексов машин. Все они отличаются друг от друга последовательностью технологических операций и набором машин При этом различие в уровне потерь соломы при уборке, а также затрат труда и денежных средств позволяют отдать предпочтение тому или другому варианту.

При использовании соломы на удобрение для ее быстрого разложения необходимо при уборке измельчать яа фракции 30-50 мм и равномерно распределять по полю Однако исследованиями О.Г. Ангилеева доказано, что главную роль в ^гумификации соломы играет не длина резки, а наличие расщепления ее стеблей^волокон. При этом длина резки может быть до 150 мм. Что в свою очередь ведет к «лшжению энергозатрат при измельчении соломы

На наш взгляд, необходимо отделить от зерноуборочного комбайна функции сбора (НЧУ) к ее измельчения к разбрасывания для мульчирования почвы на удобрение. Последнюю операцию комбайн выполняет некачественно: не отвечает агротребоваииям степень измельчения и особенно равномерность распределения соломы по полю.

Комбайн должен убирать зерно в режиме капота, а солома, уложенная в валок, убирается для мульчирования почвы и частично для прессования.

Ряд работ свидетельствует о том, что одной из причин, сдерживающих широкое вне дрение технологии уборки зерновых колосовых культур с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы, является отсутствие на-

дежных и высокопроизводительных подборщиков-измельчителей и приспособлений к комбайнам для формирования оптимального валка соломы

На основании обзора научных публикаций, патентных материалов актуальность совершенствования технологии уборки с использованием соломы на удобрение определяется необходимостью повышения плодородия почвы, снижения трудовых, материальных и энергетических затрат, а также повышения производитсльнисш зерноуборочных комбайном, снижения иогерь «ериа и с го-пени уплотнения' почвы ходовыми систолами тракторов и рабоч]тх машин. Все это связано с экологическими проблемами и охраной окружающей среды

На основании анализа применяемых технологий и технических средств для технологии убор га зерновых колосовых с использованием соломы на удобрение можно сделать выводы, что применяемая в условиях Краснодарского края технология уборки зерновых колосовых культур требует совершенствования, а незерновая часть урожая (НЧУ) используется нерационально Кроме того, не смотря на доказанную наукой высокую эффективность технологий использования соломы на удобрение, широкое ее внедрение в производство сдерживается из-за отсутствия высокопроизводительных и надежных машин для качественного измельчения и равномерного распределения соломы по полю. Парам(ггры зтих машин, оптимальный режим их работы не обоснованы. Существующие измельчители соломы, нш¡сшиваемые на комбайны, не отвечают требованиям, как по качеству измельчения, так и по распределению резки соломы по ширине захвата

В СВЯЗИ С ЭТИМ сфОрМуяИрОЗаНЫ СЛСДуЮ)ПИС 33ДаЧИ йССЛсДОил-Ша:

1. Изучить параметры валков обмолоченной соломы комбайнами, законы их распределения и плотность вероятностей в зависимости от урожайности и способов формирования.

2. Изучить влияние "мощности" подбираемого валка соломы и ее влажности на пропускную способность, производительность подборщика-измельчителя и расход топлива.

3 Обосновать оптимальные параметры валка соломы, его "мощность",

режим работы подборщика-измельчителя и его оптимальную пропускную способность

4 Определить качественные показатели работы подборщика-

измельчителя и функцию распределения степени измельчения соломы 5. Разработать методику инженерного расчета механизмов подборщика-измельчителя и определить экономическую эффективность результатов исследований.

Во второй главе «Обоснование оптимальных параметров, режимов работы и качественных показателей подборщика-измельчителя соломы» приведены аналитические исследования и их результаты.

Оптимальные параметры и режимы работы подборщика- измельчителя обосновачи с использованием метода оптимизации по критерию - минимум эксплуатационных затрат. Блок-схема алгоритма приведена на рис. 1.

Методом аппроксимации были получены зависимости веса подборщика-измельчителя. веса используемого трактора для его агрегатирования с учетом пропускной способности подборщика:

---- , (1)

а77, = -0)046д'+2.537?* + 9.741> (2)

где: о. - вес подборщика-измельчителя, кН; - вес трактора, кН; д - пропускная способность подборщика-измельчителя соломы, кг/с. Определены нами экспериментально коэффициенты к и Кшс, учитывающие соответственно влияние "мощности" валков соломы и ее г лажносги на величину пропускной способности подборщика-измельчителя д. Их зависимости приведены на рисунках 2 и 3 Достоверность полученных зависимостей подтверждается критерием Фишера (Сг>Ор)

начало

Вьод исходных данных: у=1 ...6 (шаг 0,5) кг/м

1 |»,=10. 50 (шаг 10)% вр=1.. 4 (шаг 0.5)м/с

{/<=20. .100 (шаг 10) ц/га, )>=0,5...2(шаг 0,5) км.

2 -136.2 + 185^-2.84^,)" ^ 100

1 г

3 (]„ = -0,046^ > + 2,537^, + 9,741, кН

1

4 N. = 0,027 (б', +О^)ор+2,\\гог +4,21, кВт

________ 1 _______________________________

5 6.03Л, 0 372 + 0.136/-89-Ю"3-у2 Ш,„+0049и„ 2 г Р

1

6 , га/ч

Рис. ! Блок-счема алгоритма оптимизации параметров нодборщика-лзмельчигеля

Эти зависимости следующие: 1

кт =-0>0557^+0^28г"4

Кя =1-0,02«

о </ а 3 4 5 6

Рис 2 Зависимость К^ от «мощности» «атса V. 1«!

С,

ю Г5 ч го г.г го гг ^ ^

Рис 3 Зависимость К от влажности соломы

Также экспериментально нами была получена зависимость коэффициента использования времени смены с учетом "мощности" валка соломы тг = /'(/)

Разработанный нами алгоритм и выполненные расчеты позволяют установить влияние каждого фактора (у, сои Ьр, Ис) на производительность шрегага, эксплуатационные затраты и определить оптимальную пропускную способность подборщика-измельчителя, оптимальную "мощность" валка соломы, рабочую скорость движения и мощность двигателя трактора.

Качество измельчения и распределения частиц соломы по поверхности поля определяется следующими 4 показателями: I) степенью расщепления частиц; 2) степенью измельчения; 3) равномерностью распределения; 4) ветроустойчивостью агрофона, мульчированного измельченной соломой. В связи с этим цель теоретического исследования состояла в определении функций распределения количества и длины стеблей озимой пшеницы в исходном материале, подлежащем измельчению подборщиком-измельчителем, и функции распределения показателей качества измельчения: степени измельчения, средней длины частиц, их количества, а также равномерности распределения частиц по полю.

В измельчителе масса стеблей соломы, произвольно расположенных в пространстве, рассекается ножами на отдельные отрезки Число ударов ножа по стеблю есть случайная величина с некоторым законом распределения

Для выяснения этого закона распределения примем следующие исходные положения М П. Пстиновой и О.А. Рыжаковой (ДГТУ)-

1) вероятность числа ударов ножа по объекту или участку объекта некоторой длины зависит только от этой длины; 2) эта вероятность не зависит от числа ударов, приходящихся па другие объекты или участки объектов; 3) для очень малых отрезков стебля вероятность одного удара пропорциональна его длине, а вероятность двух-трех ударов практически равна нулю; 4) положение каждой точки встречи ножа с объектом (стеблем) случайно и равномерно распределено по всей его длине.

Согласно чтим положениям, а также теории вероятности средняя длина объектов (стеблей) после измельчения имеет вид:

АФ)= ] 4 - № = ]<- ЧаСОл^а). (5>

где: Л- параметр размерности

1у(л)- преобразование Лапласа функции Оь(х), вычисленное при значении аргумента л.

Аналогично представляем, что средняя длила объекта до измельчения равна Ьа(о)

Из раисжлна суммарной длины всех объектов итебсльного материала до и

после измельчения следует, что общее число отрезков после измельчения соста-

<6)

где: - общее число объектов (стеблей) до измельчения.

Однако в спой формуле (7) не учитывается степень расщепления соломы, которая увеличивает общее число обрезков после измельчения Как показывают экспериментальные исследования, при измельчении сухой соломы особенно интенсивно идет ргюгпепленке мелких фракций (1-5 см) Крупные обрезш более 20

см практически не расщепляются рабочими органами измельчителя ПКН-1500. В этой связи формулу (7) можно представить так:

где: К, - коэффициент интенсивности расщепления г — ой фракции измельченной соломы;

N - количество обрезков г - ой фракции.

В представленной теории параметр я с размерностью I'' называется показателем измельчения, а обратная его величина Ш- характеризует степень измельчения. г>гот параметр отражает все особенности конструкции измельчителя, а также кинематический режим его работы и таким образом- с его помощью можно управлять качеством измельчения с учетом агротехнических требований.

В третьей главе представлена «Программа и методика экспериментальных исследований». Целью экспериментальных исследований Являлось определить эксплуатационные и качественные показатели работы подборщика-измельчител* и па основании полученных данных экспериментов построить математические модели- производительности, часового расхода топлива, а также оптимизирос агь эксплуатационные параметры работы подборндака-измельчитеда и найти законы распределения показателей характеристики валков соломы

В качестве объекта исследования изучал- V—-г-1

(7)

Ч

класса 1.4 представлен на рис.5, технологическая схема дана на рис4. Состоит он из рамы 2 (рис4), подборщика барабанного типа с пружинными зубьями 4, блока измельчителя ПКН-1500Б 11, редуктора 1, опорных колес 6, щитка

ся экспериментальный образец подборщика-измельчителя соломы Разработанный нами экспериментальный прицепной подборщик-измельчитель соломы к трактору тягового

Рис 4 Технологическая схема

подборщика-илиельчкгел» соломы

разбрасывателя соломы 8.

Агротехническая оценка работы прицепного подборщика-измельчителя соломы производилась на одном типичном фоне по влажности, урожайности соломы и засоренности убираемой культуры !Три этом определялись качественные показатели, производительность агре-

гата и расход топлива.

Рис 5Работа агрегата на «гоне

Засоренность участка сорными растениями, влажность зерна и стеблей определяли по ГОСТ 20915 - 75 .

Для опреде ления качественных и эксплуатационных показателей работы агрегата формировались учетные делянки длиной Юме определенно л мощностью валка соломы (кг/п.м).

Перед началом работы включались рабочие органы, устанавливался необходимый режим работы. После этого агрегат с заданной скоростью проходил учетную делянку без остановки

Продолжительность опыта фиксировалась секундомером. Скорость движения агрегата определяли по известной формуле

Замеры расхода топлива проводили с помощью приспособления, показанного на рис. 6.

При подходе агрегата к контрольной вешке на установленной скорости трехпозиционный кран 2 (рис о) переключали с бака на мерную емкость I, при завершении опыта напротив второй контрольной вешки кран 2 переводился в обратное положение

Для определения качества измельчения стеблей выделяли навеску измельченной соломы массой 1 кг Собранные пробы измельченной соломм взвешивались с точностью до 1 г В средней пробе в трехкратной повторност-и измеряли линейкой все частицы и распределяли по четырем классам' 0 - 50,0; 51,0 -100 0; 101,0 -150,0 и свыше 150,0 мм

Частицы взвешивали по классам и определяли процентное соотношение классов, средневзвешенный размер частиц и однородность измельченного продукта

а) б)

Рис 6 Схема (а) и комплектующие детали (б) приспособления для определения расхода топлива: 1 - мерная емкость; 2 - трехпозициониый хран.

В четвертой главе помещены результаты теоретических и экспериментальных исследований.

На работу подборщика- а

измельчителя соломы большое влияние оказывает сформированный после прохода комбайна обмолоченный валок соломы. Чтобы понять, как изменяются параметры валка соломы {рис.7), были проведены статистические исследования этих параметров Замеры но каждому из параметров проводились в стократной повторности. Перед проведением замеров параметров обмолоченного валка соломы, за 1-3 дня до уборки зерновых культур, была снята характеристика поля (урожайность зерна, ц/га; урожайность соломы) После чего производилась статистическая обработка данных. Исследования проводили в учхозе "Кубань" и ПСК "Предгорье Кавказа" Проверялись гипотезы о законе распределения параметров обмолоченного валка соломы при уборке зерновых культур комбайнами ДОН-1500 с жатками шириной захвата 6 м.

Параметры обмолоченного валка соломы э-шфннквалга, с* е ~ высота тпрни, гм. с -'(вгоню ваша, см

На рис.8 приведен график частоты изменения высоты стерни по классам. Во всех опытах изменение высоты стерни подчиняется нормальному закону распределения. Степень соответствия: экспериментальных дан-

I М и и Ш И 51 ИЗ «1 ш а

Псм

РВС & Графкккчастеты ямаезгнвгвисоги стеряя я- хязссзгс

П-теоретагеосиб, ^мвшрнческнЙ, Г-шгогиосн. распределен»

кых теоретическим законам распределения проверялась по критерию согласия Пирсона (кси-квадрат).

Ширина валка соломы в зависимости от урожайно-спфис 9)изменялась в интервале 70-140см с преобладанием от 91см до 105см. Равномерность распределения ширины валка соломы характеризуется коэффици-

«0 ее * 8» Я Ю0Ю8 Ц6124132 МО

а,с*

Рис 9 Графика частоты кзмокида ширины валка сояокы по кяассааг П- теоретвчеоягв. ^эшгарпесгкй, р-пясгтноеть распределения

а ггом вариации К=14,7%, срсднеквадратаческое отклонение <>=15.41 см. среднее от=104,94см. Распределение ширины валка подчиняется нормальному закону распределения.

Анализ графика частоты линейной плотности валка соломы рис.10 позволил установить нормальный закон распределения при коэффициенте ва-

«п пйш|, _ "азвил в*м омч 1 11 и и

риации о=20,088%, среднеквад- уяШ

ратическом отклонении плотно- РисЮГр^ягячяя^ояттствгтакояоиыааулжсам

СТИ валка СОЛОМЫ 0=0,164 кг/пм, Г- «пирикюв. Р-шотнога. рагаретиешю

среднем значении /«=0,814 кг/пм.

Таким образом, независимо от урожайности и способов образования валка (без копнителя, с сузителем, сдвоенного), его параметры подчиняются нормальному закону распределения (8);

] *

0-42-и \

(8)

В соответствии с разработанным алгоритмом (рис. 1) определены оптимальные параметры и режимы работы прицепного подборщика-измельчителя соломы по критерию - минимум эксплуатационных затрат и получены закономерности эксплуатационных и экономических показателей работы этой машины. Оптимальная пропускная способность подборщика-измельчителя соломы находится в интервале 13,5-16,5 кг/с (в среднем 15 кг/с), оптимальная рабочая скорость движения агрегата Ур = 2,25-2,75 м/с и оптимальная "мощность" валка соломы у- 6 кг/п.м. Такие же параметры получены при сухой соломе влажностью юс-10% и с урожайностью 20 ц/га, длине гона Ьр=2 км. Эксплуатационные затраты С при этом составили С=19,7 руб/га. Подборщик должен «регатировагься с колесным трактором типа МТЗ-80, при этом потребная мощность на выполнение технологического процесса составила 39,7 кВт, а коэффициент использования мощности двигателя трактора МТЗ-80 составил 0,91, то есть соответствует оптимальной загрузке двигателя.

пл«т 3вв0П--1-1-

Качественные показа- ^

тел и работы подборщика-измельчителя позволяют сделать вывод, что 60% объема выборки по количеству обрезков занимают измельченные и расщепленные вдоль волокон частицы соломы со средней длиной Зсм (интервал от 1 до 5см) Следующий интерваи 5-9 см занимает 25,9%, третий 9-13 см - 4,6%, четвертый 13-17 см - 3,6%, пятый 17-21 см - 2,3%, остальные три всего - 3.6%.

г$ го. а 1,см

Рис// Гистограмма, полигон эмпирического И теоретического распределен» длюш отрезков ю мельченной соломы

Функция распределения средней длины измельченных обрезков соломы по результатам фактических измерений имеет вид (9) и подчиняется Пуассоновскому закону распределения. Производная от функции распределения есть плотность распределе-

ицм

II» п 5П»

Л г. : , ! КМ-г 1 '„

Г\ \|'| -1 1 1 — : - 4

1 ) 1 1 1

13 17 21 23 » 33

им

Рис 12 Пжтпюсть распределения средне» длины Измельченных обрезков оожмы

ния. Связь между плотностью и вероятностью события представлена на рис. 10.

(9)

Нами установлена также зависимость количества расщепленных частиц по каждой фракции измельченной соломы (рис. 13). V* 95"

1

(10)

. 39 35Х,сн

рис 13 Зависимость количества расшешкнвых

чястнц в каждой фракция измельченной соломы

7,18-10 х -6,72-10 + 0,026

где* у - количество расщепленных частиц соломы в конкретной фракции, %;

Кроме того, изучены степень измельчения соломы, ветроустойчивость агрофона с измельченной соломой, фракционный состав (доля частиц до 9см составляет 85,9%), а также равномерность распределения измельченной соломы по полю. Последний показатель соответствует агротребованиям (коэффициент вариации находится в интервале 13,9-19,5%)

Планирование эксперимента использовано нами для оптимизации произво- ' дительности подборщика-измельчителя и расхода топлива в зависимости от пропускной способности и влажности соломы. Для этого использовали двухфактор-ный эксперимент по плану типа Вк. Обоснованы факторы и уровни их варьирования. По найденным коэффициентам регрессии составили уравнения для производительности машин и расхода топлива.

йг=-0.34+0.84х<7+001хш-о.о3х9\га/ч (11)

£>=3.36+1.1хд-0.!6х»'+001х4х1г-0.08х9\ юг/ч (12)

Анализируя полученные уравнения, у/пц можно сделать вывод, что наибольшее ^^ влияние на производительность измельчителя оказывает его пропускная способность рис. 14. ttl ___

Анализ поверхности отклика по РтсМЗа»ИСЙ^пр^ДК1е^яю^ЩИИ1.

naoínnv -тплийя пиг И почиппяе-г vr-гя- юмеяьчипумсоломыотпропаяю*способиоеп

расходу топлива рис. i э позволяет уста- агрегата « псп. пт шшы новить, что расход топлива стремится

к минимуму при сухой соломе и оп-

тималъной пропускной способности :

с

подборщика-измельчителя Следует ^ также отметить, что с уменьшением влажности валка соломы пропускная

че-

„--г* ""

---tó—

_____ -íf-

. _ -г '

-к-

«г

способность агрегата повышается. Из Рис 15 Двумерное сечеиис поверхности сглотни,

характеризующие пошоатеяь расхода топлива

рис. 15 такжг ВИДНО, ЧТО наибольшее тюдборшика-юиельчкгеи влияние на показатель расхода топлива из двух факторов оказывает влажность обмолоченного валка соломы.

Нами разработана также методика инженерного расчета подборщика-измельчителя и номограмма, в соответствии с которой, зная урожайность зерна и со-ломистость массы, ширину захвата жатки комбайна, мощность валка, выбрав рабочую скорость, можно прогнозировать его производительность (рис.16).

В пятой главе - экономическая оценка подборщик а-измельчителя проводилась в соответствии с методикой министерства сельского хозяйства и продо-

Рис 16 Номограмма для определения

ВОЛЬСТВИЯ России путем наложения расчетов на учхоз прояиюдкгельноста подборщика

г ' -измельчителя солоны

«Кубань», где иепытывалась наша машина.

Исходной базой принята применяемая в хозяйстве технология уборки озимой пшеницы с измельчением и разбрасыванием соломы зерноуборочными ком-

бай нами Дои-1500 с измельчителями. Предлагаемый вариант технологии предусматривает прямое комбайнирование пшеницы комбайном Дон-1500 с приспособлением для сдваивания валков соломы, а затем подбор их с измельчением и разбрасыванием по полю агрегатом, состоящим из трактора МТЗ-80 и прицепного подборщика-измельчителя Для оценки эффективности использовали показатель - чистый дисконтированный доход. Результаты расчетов на убираемую площадь озимой пшеницы 1250га приведены в таблице.

Таблица - Экономическая эффективность предлагаемой технологии (на

уборочную площадь 1250га)

Показатели эффективности Базовый вариант Предлагаемая технология

1. Эксплуатационные затраты, тыс. руб 2010,3 1974,8

2. Чистый дисконтированный доход, тыс. руб. - 746,7

3. Дисконтированный срок окупаемости инвестиций, лег - 2.6

4. Степень риска проекта (коэффициент вариации ЧДЦ), % - 11,1%

Как видно, эксплуатационные затраты по предлагаемому варианту снижаются на 35,5 тыс. руб. (без учета снижения потерь зерна), чистый дисконтированный доход составит 746,7 ™с.руб., а срок окупаемости инвестиций 2,6 года. Степень риска проекта 11,1%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 .Применяемая технология уборки зерновых колосовых зерноуборочными комбайнами с копнением соломы или ее измельчением по сравнению с укладкой соломы в валок ("валковая технология") приводит к увеличению потерь зерна на 2,7-2,9%, расхода топлива на 20%, снижению производительности комбайнов до 25% и срока их службы, увеличению продолжительности уборки и повышению материальных затрат.

Внедрение «валковой технологии» сдерживается отсутствием высокопроизводительного подборщика-измельчителя соломы, что позволило бы устранить перечисленные выше недостатки и улучшить эксплуатационные и экономические показатели технологии уборки.

2. Изучены условия работы подборщика-измельчителя соломы. Полученные закономерности размеров валков соломы в зависимости от урожайности, массы одного погонного м<лра валка («мощности»), ширины и толщины использованы при обосновании параметров н режима работы подборщика-измельчителя Наиболее предпочтительны сдвоенные валки соломы и образованные сузшелем СВУ с «мощностью» не ниже 3,5 кг/п.м.. Коэффициент вариации таких валков по ширине и «мощности» соответственно составляет 8,5% и 1,5% Валки соломы, образованные комбайнами без копнителей, имеют коэффициенты вариации по указанным параметрам значительно выше 12,5% и 10%. Оптимальная «мощность» валка 6 кг/п.м.

Высота стеблестоя озимой пшеницы, высота стерни, «мощность» валков соломы, их ширина и -толщина подчиняются закону нормального распределения.

3. Производительность подборщика-измельчителя соломы зависит от ее влажности (сас) и пропускной способности (</) измельчителя. С помощью плакирования эксперимента получена зависимость производительности от д и о/с. Наибольшее влияние на производительность машины оказывает д, коэффициенты регрессии этого фактора наиболее значимые и составляют «¿=1,86 и в//=-0,29.

Расход топлива также зависит от </ и <ос, коэффициенты регрессии составляют в/=2,7 и в2г=-1,75.

4. Оптимальная пропускная способность подборщика-измельчителя по критерию минимума эксплуатационных затрат составляет 15 кг/с при «мощности» валка 6 кг/п.м. и влажности соломы 10%. При этом энергоемкость процесса не превышает 4,16 кВт-ч/га и на 12% ниже по сравнению с комбайном Дон-1500 и ПКН-1500. Оптимальная скорость движения подборщика-измельчителя 2,5 м/с, мощность двигателя трактора 39,7 кВт.

5. Предлагаемый подборщик-измельчитель соломы обеспечивает выполнение шротребований по равномерности ее распределения на поверхности поля (коэффициент вариации находится в интервале 13,9-19,5 %), по качеству измельчения (доля измельченных частиц до 9 см составила 85,9%) и по ветроустойчивости агрофона (4547 шт/м2).

Функция распределения средней длины измельченных отрезков соломы по

з*

результатам фактических измерений имеет вид: Т'(х) = —е' и подчиняется Пу-ассоновскому закону распределения.

Средняя длина огрезков, определенная теоретически, незначительно отличается от фактической с ошибкой 13 %.

6. При измельчении соломы происходит ее расщепление вдоль волокон и особенно интенсивно расщепляются мелкие фракции. Так, степень расщепления мелкой фракции (до 5 см) в 1,4 раза выше второй фракции (5-9 см) и в 4 раза выше третьей (9-13 см). Па основе экспериментальных исследований нами получена зависимость количества расщепленных частиц но каждой фракции измельченной соломы.

7. Количество измельченных обрезков соломы, определенное теоретически, подчиняемся нормальному закону распределения и согласуется с экспериментальными данными с разницей не более 5%.

8. Обязательным приемом совершенствования технологии уборки зерновых колосовых культур является сдваивание валков соломы при работе зерноуборочных комбайнов существующими приспособлениями СКОС ВИМа для повышения «мощности» валка до 6 кг/п.м, что соответствует оптимальному ее шачению для подборщика-измельчителя соломы 15 кг/с

9. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать методику инженерного расчета подборщика измельчителя соломы и номограмму, с помощью которой, зная условия работы машины (£/„ 5С, сос. у) и оптимальную рабочую скорость, можно прогнозировать его производительность.

10. Совершенствование технологий уборки зерновых колосовых культур на базе разработанного подборщика-измельчителя соломы по сравнению с применяемой на базе Дон-1500 с измельчителем ПКН-1500Б обеспечивает получение годового экономического эффекта 203,9 рубУга и чистого дисконтированного дохода на площади 1250 га зерновых колосовых 746.7 тыс. руб при сроке окупаемости инвестиций 2,6 года и степени риска 11,1%

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах'

1 Артемов В.Е. Солома измельченная - хорошее удобрение. /В А.Небавский, В Е. Артемов Н Сельский механизатор.-2003, №8 - с 10 .11

2 Артемов В.Е. Оптимизация параметров и режима работы подборщика-измельчителя соломы /В Е Артемов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: Материалы четвертой региональной научно-практической конференции молодых ученых - Краснодар' КГАУ, 2001 г.

3 Артемов В.Е Технологии использования соломы на удобрения с применением прицепного подборщика-измельчителя /В Е. Артемов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса/ Материалы четвертой региональной научно-практической конференции молодых ученых - Краснодар-КГАУ,2002 г.

4. Артемов В.Е Оптимизация конструктивных и режимных параметров подборщика - измельчителя соломы /В.Е Артемов //Труды. Выпуск 398(426) /Оптимизация и ресурсообеспечение технологических процессов в АПК -Краснодар: КГАУ, 2002 г

Лицензия ИД0233414.07 2000.

Подписано в печать 23,03.2005. Формат 60x84/16 Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. 1 Заказ № 159 ТаражЮО

Отпечатано в типографии КубГАУ, 350044, Краснодар. Калинина, 13

\ »

I

¡

р-5 46 3

РНБ Русский фонд

2006-4 4076

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Артемов, Вадим Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ применяемых вариантов технологий уборки незерновой части урожая зерновых колосовых культур.

1.2 Использование соломы в полеводстве.

1.2.1 Использование незерновой части урожая различных сельскохозяйственных культур.

1.2.2 Комбайновая технология подготовки и использования соломы в качестве органического удобрения.

1.2.3 Валковая технология подготовки и использования соломы в качестве органического удобрения.

1.2.4 Экологические проблемы, возникающие при сжигании соломы.

1.3 Анализ конструкций измельчителей соломы и приспособлений к комбайнам для утилизации НЧУ и их технологические схемы.

1.3.1 Анализ режимов работы зерноуборочных комбайнов по способу утилизации НЧУ.

1.3.2 Агротехнические и зоотехнические требования к машинам для уборки зерновых колосовых культур и измельчителям соломы.

1.4 Краткие выводы, цель и задачи исследования.

2. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ, РЕЖИМОВ РАБОТЫ И КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОДБОРЩИКА-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ СОЛОМЫ.

2.1 Обоснование оптимальных параметров и режимов работы подборщика-измельчителя соломы.

2.2 Обоснование функций распределения показателей качества работы измельчителя соломы.

2.3 Оптимизация удельных энергозатрат подборщика-измельчителя соломы методом геометрического программирования.

2.4 Оптимизация длины холостого хода агрегата методом геометрического программирования.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа исследования.

3.2 Методика проведения экспериментального исследования подборщика-измельчителя соломы.

3.2.1 Объект исследования.

3.2.2 Методика проведения исследования прицепного подборщика-измельчителя соломы.

3.3 Методика планирования экстремальных экспериментов.

3.4 Методика проведения эксперимента и математическая обработка его результатов.

3.5 Методика исследования валка соломы озимой пшеницы после обмолота.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Анализ показателей условий работы подборщикаизмельчителя соломы.

4.2 Оптимальные параметры и режим работы подборщика-измельчителя соломы.

4.3 Качественные показатели работы подборщика-измельчителя соломы.

4.3.1 Качество измельчения соломы при подборе из валков.

4.3.2 Ветроустойчивость мульчированного фона и равномерность распределения соломы по полю при работе измельчителя.

4.3.3 Зависимость длины резки от кинематических характеристик работы агрегата.

4.4 Оптимизация эксплуатационных параметров работы подборщика-измельчителя соломы.

4.4.1 Анализ производительности подборщика-измельчителя соломы.

4.4.2 Анализ расхода топлива при работе подборщика-измельчителя соломы.

4.5 Методика инженерного расчета подборщика-измельчителя соломы.

4.5.1 Расчет барабанного подборщика соломы.

4.5.2 Методика расчета измельчителя соломы.

4.5.3 Определение мощности на привод измельчителя соломы.

4.5.4 Построение номограммы для определения производительности подборщика-измельчителя.

4.6 Краткие выводы.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1 Общие положения.

5.2 Расчет эффективности инвестиций по внедрению новой технологии.

Введение 2005 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Артемов, Вадим Евгеньевич

Ведение сельскохозяйственного производства в сложившихся рыночных экономических отношениях показало, что применяемые сейчас в хозяйствах края технологии возделывания основных культур являются дорогостоящими, требуют больших материальных затрат, большого количества горючесмазочных материалов и не отвечают современным экологическим требованиям. В результате этого получаемая продукция становится неконкурентоспособной, хозяйства получают низкую прибыль от реализуемой продукции. Положение усугубляется еще тем, что имеющийся в крае машинно-тракторный парк сильно изношен и перегружен.

На Кубани в течение длительного времени пожнивные остатки колосовых культур (солома-стерня) выжигаются на значительных площадях. Принято считать, что этот прием является наиболее быстрым и дешевым способом освобождения полей для проведения последующих агротехнических работ. Исследования последних лет, проведенные учеными нашего университета, показали, что при сжигании соломы и стерни наносится непоправимый экологический урон: усиливается процесс дегумификации почв, изменяется агробиоценоз и состав почвенной биоты, уничтожается ценная органическая масса, загрязняется воздушный бассейн. Интенсивное выжигание излишков соломы и стерни, особенно в последние годы, привело к негативным явлениям не только в сельском хозяйстве, но и в здравоохранении.

Альтернативой сжиганию может быть природоохранный прием использования соломы в качестве органического удобрения, разработанный наукой еще в 80-тые годы и уже давно применяемый, но, к сожалению, только в отдельных наших хозяйствах.

Интересы снижения себестоимости сельскохозяйственной продукции, повышение ее конкурентной способности диктуют необходимость использования имеющихся в хозяйствах резервов, способных дать отдачу в кратчайшие сроки. Одним из них является изменение технологии уборки зерновых - переход с копенной технологии на технологию с измельчением и разбрасыванием соломы по полю одновременно с уборкой зерновых, что дает значительный эффект путем резкого сокращения горючего и машинного времени. При этом одновременно решаются вопросы использования соломы на органическое удобрение или в качестве мульчирующего материала. Применение соломы зерновых колосовых культур в сочетании с минимальными обработками почвы (мульчирующая обработка почвы) решает комплексную задачу - защиту полей Кубани от ветровой эрозии и дефляции, а также повышения плодородия почвы, а следовательно и урожайности сельскохозяйственных культур, положительно будет действовать на экологическую обстановку в крае.

Однако применяемая технология измельчения и разбрасывания соломы имеет много существенных недостатков. Главные из них следующие:

1. Использование комбайновых измельчителей не обеспечивает равномерность распределения измельченной соломы по ширине захвата жатки: коэффициент вариации превышает ± 25% /94, 86/.

2. Применение серийных измельчителей соломы снижает производительность комбайнов на 10-25% и срок их службы /26, 127/.

3. Существующие измельчители не выполняют агротехнические требования по степени измельчения соломы и расщеплению ее вдоль волокон 111.

4. Потери зерна при работе комбайнов с измельчителями возрастают на 0,5%, а расход топлива - на 15-20% /26/.

Наша работа направлена на устранение указанных недостатков применяемой технологии уборки зерновых колосовых культур и главным образом на повышение производительности зерноуборочных комбайнов, качество измельчения и равномерности распределения соломы, снижение потерь урожая за счет работы их в режиме капота при последующем использовании прицепных подборщиков-измельчителей соломы. От комбайна необходимо отделить функции сбора, измельчения и разбрасывания НЧУ.

Цель диссертации - обоснование оптимальных режимных параметров подборщика-измельчителя соломы, параметров формируемого для него валка при обмолоте комбайном и повышение качества работы.

Научную новизну исследований представляют оптимальные параметры формируемых валков соломы и законы распределения их показателей; оптималыше режимные параметры подборщика-измельчителя соломы; зависимости эксплуатационных и технологических показателей подборщика-измельчителя (производительности, пропускной способности, расхода топлива) от условий и режимов его работы. Новизна технического решения подтверждена положительным решением Роспатента на выдачу патента на изобретение по заявке № 2002115618/12(016470).

Объект исследования — технологии уборки зерновых колосовых культур, а также процесс подбора валков соломы, ее измельчения и разбрасывания по полю.

Предметом исследования является выявление закономерностей условий эффективного функционирования подборщика-измельчителя соломы и изменения его эксплуатационно-технологических показателей работы от условий уборки.

Практическая иенностъ. Использование зерноуборочных комбайнов в режиме капота с последующим применением подборщика-измельчителя соломы позволяет уменьшить потери зерна, износ комбайна, повысить его производительность, качество измельчения и равномерность распределения соломы по полю, снизить в целом эксплуатационные затраты на уборку.

Ценность представляет также методика инженерного расчета механизмов подборщика-измельчителя.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Кубанского ГАУ по госбюджетной тематике на 1996-2000 гг. (ГР 01960009007) и на 2001-2005 гг. (ГР 01200113467).

Основные ее положения доложены и одобрены на научных конференциях КГАУ (2001-2003 гг.) и опубликованы в центральных журналах и научных трудах университета. Макетный образец подборщика внедрен в учхозе "Кубань" (приложение 1), а результаты его исследований - в учебный процесс КубГАУ.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Закономерности условий функционирования подборщика-измельчителя соломы.

2. Оптимальные режимные параметры подборщика-измельчителя соломы.

3. Зависимости производительности подборщика-измельчителя, его пропускной способности, расхода топлива от условий уборки и режимных параметров.

4. Методика инженерного расчета механизмов подборщика-измельчителя соломы

5. Экономическая эффективность усовершенствованной технологии уборки озимой пшеницы с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы.

Автор выражает благодарность к.т.н. доценту Небавскому В.А. за оказание практической помощи при проведении совместных испытаний подборщика-измельчителя соломы.

Заключение диссертация на тему "Совершенствование технологии уборки зерновых колосовых культур с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.Применяемая технология уборки зерновых колосовых зерноуборочными комбайнами с копнением соломы или ее измельчением по сравнению с укладкой соломы в валок ("валковая технология") приводит к увеличению потерь зерна на 2,7-2,9%, расхода топлива на 20%, снижению производительности комбайнов до 25% и срока их службы, увеличению продолжительности уборки и повышению материальных затрат.

Внедрение «валковой технологии» сдерживается отсутствием высокопроизводительного подборщика-измельчителя соломы, что позволило бы устранить перечисленные выше недостатки и улучшить эксплуатационные и экономические показатели технологии уборки.

2. Изучены условия работы подборщика-измельчителя соломы. Полученные закономерности размеров валков соломы в зависимости от урожайности, массы одного погонного метра валка («мощности»), ширины и толщины использованы при обосновании параметров и режима работы подборщика-измельчителя. Наиболее предпочтительны сдвоенные валки соломы и образованные сузителем СВУ с «мощностью» не ниже 3,5 кг/п.м. Коэффициент вариации таких валков по ширине и «мощности» соответственно составляет 8,5% и 1,5% . Валки соломы, образованные комбайнами без копнителей, имеют коэффициенты вариации по указанным параметрам значительно выше 12,5% и 10%. Оптимальная «мощность» валка 6 кг/п.м.

Высота стеблестоя озимой пшеницы, высота стерни, «мощность» валков соломы, их ширина и толщина подчиняются закону нормального распределения.

3. Производительность подборщика-измельчителя соломы зависит от ее влажности (сос) и пропускной способности (q) измельчителя. С помощью планирования эксперимента получена зависимость производительности от q и сос. Наибольшее влияние на производительность машины оказывает q, коэффициенты регрессии этого фактора наиболее значимые и составляют bi=l,86 и вц=-0,29.

Расход топлива также зависит от q и wc, коэффициенты регрессии составляют в2=2,7 и в22=-1,75.

4. Оптимальная пропускная способность подборщика-измельчителя по критерию минимума эксплуатационных затрат составляет 15 кг/с при «мощности» валка 6 кг/п.м. и влажности соломы 10%. При этом энергоемкость процесса не превышает 4,16 кВт-ч/га и на 12% ниже по сравнению с комбайном Дон-1500 и ПКН-1500. Оптимальная скорость движения подборщика-измельчителя 2,5 м/с, мощность двигателя трактора 39,7 кВт.

5. Предлагаемый подборщик-измельчитель соломы обеспечивает выполнение агротребований по равномерности ее распределения на поверхности поля (коэффициент вариации находится в интервале 13,9-19,5 %), по качеству измельчения (доля измельченных частиц до 9 см составила 85,9%) и по ветроустойчивости агрофона (4547 шт/м2). к' Функция распределения средней длины измельченных отрезков соломы по

Л1 результатам фактических измерений имеет вид: F(x)~ —е~К и подчиняется Пук\ ассоновскому закону распределения.

Средняя длина отрезков, определенная теоретически, незначительно отличается от фактической с ошибкой 13 %.

6. При измельчении соломы происходит ее расщепление вдоль волокон и особенно интенсивно расщепляются мелкие фракции. Так, степень расщепления мелкой фракции (до 5 см) в 1,4 раза выше второй фракции (5-9 см) и в 4 раза вы* ше третьей (9-13 см). На основе экспериментальных исследований нами получена зависимость количества расщепленных частиц по каждой фракции измельченной соломы (формула 4.17).

7. Количество измельченных обрезков соломы, определенное теоретически, подчиняется нормальному закону распределения и согласуется с экспериментальными данными с разницей не более 5%.

8. Обязательным приемом совершенствования технологии уборки зерновых колосовых культур является сдваивание валков соломы при работе зерноуборочных комбайнов существующими приспособлениями СКОС ВИМа для повышения «мощности» валка до 6 кг/п.м., что соответствует оптимальному ее значению для подборщика-измельчителя соломы 15 кг/с.

9. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать методику инженерного расчета подборщика измельчителя соломы и номограмму, с помощью которой, зная условия работы машины (U3, 5С, (0^ у) и оптимальную рабочую скорость, можно прогнозировать его производительность.

10. Совершенствование технологий уборки зерновых колосовых культур на базе разработанного подборщика-измельчителя соломы по сравнению с применяемой на базе Дон-1500 с измельчителем ПКН-1500Б обеспечивает получение годового экономического эффекта 203,9 руб./га и чистого дисконтированного дохода на площади 1250 га зерновых колосовых 746,7 тыс. руб. при сроке окупаемости инвестиций 2,6 года и степени риска 11,1%.

Библиография Артемов, Вадим Евгеньевич, диссертация по теме Технологии и средства механизации сельского хозяйства

1. Авров О.Е., Мороз З.М. Использование соломы в сельском хозяйстве.- Л.: Колос, Ленинградское отделение, 1979.

2. Авров О.Е. Эффективность нитрогинизации бобовых культур при внесении под них соломы. Агрохимия, №5, 1974.

3. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия, 1969.

4. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., «Наука», 1976.

5. Алешин Е.П., Долгих Ю.Р. Активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в почве под посевами риса после внесения органических удобрений. Труды ВНИИриса, вып. 2, 1972.

6. Алиева Е.И. Влияние запашки соломы под картофель. Агрохимия, №11, 1971.

7. Ангилеев О.Г. Комплексная утилизация побочной продукции растениеводства. -М.: Росагропромиздат, 1990.

8. АношинЕ.И. Эффективность соломы. Земледелие, №1, 1976.

9. Аппарат для измельчения соломы. Заявка ФРГ №2621292, кл. А 01 29/00, 1977 г., публ. №47.

10. Ю.Борисов М.И. Совершенствование уборки НЧУ. Земледелие.№8,1987.

11. Н.Братушков В.Н. К анализу алгоритма оптимизации параметров с\х машин. Науч.-техн. бюл. ВИМ.№69,1988.

12. Бубнов В.З., Кузьмин М.В. Эксплуатация Машинотракторного парка. — М.: Колос, 1980.

13. Вагнас К.Ф. Производственный опыт использования соломы для удобрения рисовых полей дельты Кубани. В сб. Повышение плодородия почв рисовых полей. -М., 1977.

14. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1973.

15. Визла P.P., Винкальне М.О. Разложение соломы в разных почвах. Бюллетень ВИЦЦА, №83, М., 1977.

16. Востров И. С., Сидоренко О.Д., Рао В.Р. Использование рисовой соломы как органического удобрения под культуру риса. В сб. Повышение плодородия почв рисовых полей. М., 1977.

17. Григоренко Г.П. Попов Ю.Н. Уборка зерновых культур с одновременным измельчением соломы, М.:РоссельхозиздатД966.

18. Гречкосей В.Д. Мельник И.И. Эффективность технологий уборки НЧУ. Техника в сельском хозяйстве.№7,1983.

19. Горячкин В.П. Теория соломорезки и силосорезки. В кн. Собрание сочинений, т. III. -М.: Колос, 1963.

20. ГОСТ 23729-88, ГОСТ 23730-88. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. — М.: Госстандарт, 1988.

21. ГОСТ 24057-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технической оценки машинных комплексов, специализированных и универсальных машин на этапе испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1988.

22. ГОСТ 20915-75. Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1975.

23. Доспехов Б.А. и др. Методика закладки полевого опыта. М., 1975.

24. Долгих Ю.Р., Ладько А.Г., Грачева Н.П., Сметов А.С. Использование соломы в качестве органического удобрения под рис. В сб. Повышение плодородия почв рисовых полей. — М., 1977.

25. Емцов В.Т., Нице JI.K. Влияние соломы на микробиологические процессы в почве при использовании в качестве органического удобрения. Кн.: Использование соломы как органического удобрения. М.: Наука, 1980.

26. Жалнин Э.В., Савченко А.Н. Технологии уборки зерновых комбайновыми агрегатами. М.: Россельхозиздат, 1985.

27. Жалнин Э.В., Мнацаканов А.С. Эффективно использовать новые зерноуборочные комбайны. Механизация и электрификация сел. хоз-ва, №7,1983.

28. Замяткин JI.E. Солома как органическое удобрение на выщелоченных черноземах Краснодарского края. Кн.: Использование соломы как органического удобрения. М.: Наука, 1980.

29. Захаров Б.А., Леплявченко Л.П. Изменение плодородия почвы во времени / сб. научн. тр. КНИИСХ. Технология возделывания зерновых культур в Краснодарском крае, вып. 22 Краснодар, 1980.

30. Зяблов В.А. Основы теории технологического процесса резания в режущих аппаратах кормоприготовительных машин. ВНИЭСХ научные труды, т. XIV. -М.: Колос, 1964.

31. Иофинов С.А; и др. Справочник по эксплуатации машинотракторного парка. — М.: Агропромиздат, 1985.

32. Иванов П.К., Аношин Е.И. Влияние соломы и минеральных удобрений на плодородие почвы и урожай в орошаемых условиях Заволжья. Сб. науч. трудов Саратовского СХИ, вып. 121 Саратов, 1978.

33. Иванов П.К., Данилов A.M. Солома как удобрение. Труды Саратовского СХИ. т. 12., 1972.

34. Использование соломы на удобрение (рекомендации) Агропромышленный комитет Краснодарского края - Краснодар, 1988.

35. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины зерноуборочные. Программа и методы испытаний. ОСТ 70.8.1.-81. М., 1981.

36. Измельчитель соломы и половы. Speiphaksler: Заявка 4129884 ФРГ, МКИ А 01 F 12/40/ Wieneke Franz. № 4129884.5; Заявл. 09.09.91; опубл. 13.05.93.

37. Измельчитель соломы. Chopping straw:6 Заявка 2260692. Великобритания МКИ А 01 F 29/08 / Patterson Edward Neville/ № 9219010.7; Заявл. 03.09.92; Опублик. 28.04.93; НКИ А Ч С.

38. Использование зерноуборочных комбайнов для измельчения и разбрасывания соломы. Check power for the chop / Peter Hill // Farmers Weekly. 1992, - 117, № 10.

39. Казаков В.Е., Тихонов А.В., Катречко П.М. Применение различных видов соломы для удобрения. Кн.: Пути повышения урожайности полевых культур на богарных условиях юга Украины. Одесса, 1975.

40. Калининский Т.А. и др. Определение азотфиксирующей активности почвы, занятой под посевами риса при помощи ацетиленового метода. Микробиология. т. 10, вып. 3, 1973.

41. Канивец И.Д. и др. Комбинированный агрегат для измельчения и запашки пожнивно-корневых остатков. Кукуруза, 1973, 10.

42. Карпенко А.Н., Халанский В.Н. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 1983.

43. Карелин Г. А., Володарская Н.И. и др. Влияние соломы на урожай ячменя, изменение подвижных форм азота и микробиологическую активность дерново-подзолисгой почвы. Агрохимия, №5, 1974.

44. Кольбе Г., Штумпе Г. Кн. Удобрение соломой. -М., 1969.

45. Кольбе Г., Штумпе Г. Солома как удобрение. Пер. нем. М.: Колос, 1978.

46. Комбайны "Дон" эксплуатация и обслуживание. Краснодар, 1988.

47. Ковлягин Ф.В., Маслов Г.Г. Уборка зерновых культур методом очеса. Механизация и эксплуатация с.х., № 8,1991.

48. Кленин Н .И. , Сакун В.А., Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. Москва 1994.

49. Лачуга Ю.Ф., Самсонов В.А., Дидманидзе О.Н. Прикладная математика. Нелинейное программирование в инженерных задачах. М.: Колос, 2001.

50. Лосев В.И., Состояние и перспективы развития комплексной механизации уборки соломы. Механизация и электрификация сельского хозяйства.;^, 1986.

51. Лагутин В.Г. Лукин Е.Л. Механизация уборки соломы. Земледелие.№8,1988.

52. Летошнев М.Н. С/х машины теория, расчет, проектирование и испытание. М.: Сельхозиздат, 1955.

53. Лола М. В. Использование соломы на удобрение. Труды Ставропольского НИИСХ. Вып. 18, Ставрополь, 1975.

54. Лыков А. М. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. М.: Россельхозиздат, 1982.

55. Липкович Э.И. Аналитические основы системы машин. Ростов Н/Д: Кн. Изд., 1983.

56. Липкович Э.И. и др. Уборка урожая комбайнами "Дон", М.: Росагропромиз-дат, 1989.

57. Липкович Э.И. и др. Рекомендации по расчету рационального состава МТП и режимов его использования в подрядных трудовых коллективах. Зерноград, 1989.

58. Малюга Н.Г. Плодородие Кубанских черноземов и урожай. Сельские зори, №6, Краснодар, 1990.

59. Манзен В.Д. Разложение соломы и ее влияние на биохимические и микробиологические процессы почвы. Труды Мироновской оп. селек. Станции, вып. 7, 1930

60. Мамченков И.П., Тащева Р.И. Влияние органического вещества на превращение соединений азота в почве. Кн.: органические удобрения. -М., 1972.

61. Маслов Г.Г. Система машин для комплексной механизации растениеводства. — Краснодар, Кн. изд., 1987.

62. Маслов Г.Г. Повышение эффективности работы комбайнов. Зерновое хозяйство, №8, 1976.

63. Маслов Г.Г., Деркачев А.С. Принципы организации уборочного транспортного комплекса. Техника в сельском хозяйстве, №8, 1982.

64. Маслов Г.Г. и др. Комбайны "Дон 1500" в условиях Краснодарского края. — Механизация и электрификация с.х., №6, 1988.

65. Маслов Г. Г., Малюга Н.Г. и др. Природоохранная технология использования соломы на удобрение. Рекомендации. Краснодар, 1994.

66. Методика экономической оценки, М., 1998.

67. Мишустин Е.Н., Ерофеев Н.С. Устранение азотного дефицита в почве при использовании соломы в качестве органического удобрения. Микробиология, т. 34, №6,1965.

68. Мишустин Е.Н. Растительные остатки как фактор формирования потенциального и эффективного плодородия почвы. Кн.: Органические удобрения. М. : Колос, 1972.

69. Мишустин Е.Н., Востров И.С., Долгих Ю.Р., Pao В.Р., Сидоренко О.Д. Использование рисовой соломы как органического удобрения под культуру риса. — М.: Агрохимия, №7, 1975.

70. Мишустин Е.Н., Немидов С.Н., Мамутов Ж.У. Использование соломы как удобрения на такыровидных почвах при выращивании риса. Ж. Серия биологическая №3, 1978.

71. Михновская А. и др. Заделка почвенных остатков. Земледелие, 1972, 9.

72. Монастырный В.М., Маслов Г.Г. Комплексный подход к проведению жатвы. -Техника в сельском хозяйстве, №7, 1982.

73. Монастырный В.М. и д.р. Комплексное планирование уборки урожая в Краснодарском крае. Техника в сельском хозяйстве, №7, 1979.

74. Немидов С.Н., Васильева Л.В. Использование пожнивных остатков риса в качестве органического удобрения. Ж. Серия биологического удобрения. Ж. Серия биологическая №3. 1988.

75. Ножевой барабан для подборщика измельчителя. - Заявка №263804 Франция, Публикация 90.06.11. №19.76,Особов В.И., Васильев Г.К. Сеноуборочные машины, 1983.

76. ОСТ 70.2.15-73. Испытания с.-х. техники. Методы определения условий испытаний. Взамен ОН-06-69. Введен с 01.01.74.

77. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. 2-е изд., перераб. И доп. — Л.: Колос. Ленингр. Отд-ние, 1980.

78. Плешаков В.Н., Маслов Г.Г.Выбор рационального состава МТА для вспашки // Механизация и электрификация сельского хозяйства,№11,2000.

79. Повышение плодородия почв рисовых полей. М.: Наука. 1977.

80. Порошин М.В. и др. Измельчитель рисовой соломы (а.с, СССР № 1158093, бюл. №20, 1985).

81. Полевой измельчитель. Hackselmaschine; Заявка 4105017 ФРГ, МКИ А 01 Д 43/08/ Bertrand Raymond; Deere und Co. № 4105017.7; Заявл. 19.02.91; Опубл. 20.08.92.

82. Полевой измельчитель. Zurvorrichtung fur Feldhacksler. Заявка 4120441 ФРГ, МКИ А 01 Д 43/08/ Nusser Josef. -№ 4120441.7; Заявл. 20.06.91; Опубл. 24.12.92.

83. Подборщик-измельчитель "МФГ-10" /Борисов Борис // Механизм. Земледел. — 1993, №7.

84. Природоохранная технология использования соломы на удобрение. Краснодар, 1994.

85. Программа повышения плодородия почв и эффективности удобрений в колхозах и совхозах Краснодарского края на 1990-1995 гг. Краснодар. 1990.

86. Прянишников Д.Н. Избр. соч., т. 1. -М., 1965.

87. Радин В.В. Разработка конструкций и исследование технологических процессов с\х машин. Ростов н\Д: РИСХМД988.

88. Распопов А.Р. Уборка соломистой массы устройствами ПКН. Техника в сельском хозяйстве. №7,1987.

89. Расчет баланса гумуса и потребности в органических удобрениях в Краснодарском крае. Методические рекомендации. Краснодар, 1989.

90. Рекомендации по выращиванию и заготовкам сильной и ценной пшеницы в Краснодарском крае. -М.: Колос, 1980.

91. Рекомендации по применению рисовой соломы в качестве органического удобрения. Под общей редакцией Б.А. Неунылова. Краснодар ВНИИриса, 1975.

92. Рекомендации. Использование соломы на удобрение. Агропром Краснодарского края. Краснодар, 1988.

93. Рекомендации по рациональному использованию уборочной техники в колхозах и совхозах Краснодарского края. Краснодар, 1975.

94. Резник Н.Е. Кормоуборочные машины. 2-е издание, перераб. М.: Машиностроение, 1980.

95. Ромашкевич И.Ф. Использование соломы на удобрение. Земледелие, №8, 1966.

96. Рыбалкин П.Н., Васюков и др. Новые адаптивные энерго и почвосберегающие технологии возделывания озимой пшеницы и кукурузы в Краснодарском крае. Краснодар, 2002.

97. Рыжков Д.П. и др. Почвозащитное земледелие в Донбассе. Вестник с.-х. наук, 1975,7.

98. Савицкий М.С. Биологические и агрохимические факторы высоких урожаев зерновых культур, М., 1948.

99. Самсонов В.А. Определение оптимальных параметров с\х техники методом геометрического программирования. Технические средства для обеспечения интенсивных технологий возделывания и уборки с\х культур.М.:1989.

100. Сельскохозяйственная техника для интенсивных технологий. Каталог АГРО НИИТЭИИТО.-М., 1988.

101. Сидоренко О.Д., Ладатко А.Г., Долгих Ю.Р. Биологическая активность почв и урожай риса при использовании соломы в качестве удобрений. Ж. Известия ТСХП, вып. 2, 1978.

102. Сидоренко О.Д., Вагиас К.Ф., Вагиас О.П., Багрова Н.И. Использование соломы как удобрения на почвах Приазовья. Ж. Серия биологическая №5, 1976.

103. Симакин А.И. Удобрение, плодородие почв и урожай. Краснодарское кн. изд., 1983.

104. Система земледелия в Краснодарском крае Краснодарское кн. изд., 1990.

105. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1986-1995 гг. Часть 1. Растениеводство. м., 1988.

106. Скоростная уборка зерновых. М.: Россельхозиздат, 1976.

107. Смирнова Н.Н., Фокина Г.Б., Вагиас К.Ф. Влияние соломы и минеральных удобрений на урожай риса. В ст. Повышение плодородия почв рисовых полей.-М., 1977.

108. Смирнов П.И., Петербургский А.В. Агрохимия. М., 1975.

109. Стейнфорд А.Р. Солома злаковых культур. М.:Колос, 1983.

110. Сохт К.А. Машинные технологии возделывания зерновых культур. Краснодар, 2001.

111. Спирин А.П. Машины для мульчирования почвы растительными остатками. Сб. науч. тр. ВИМ, т.130, с. 102 - М., 2001.

112. Спирин А.П. Машина для мульчирования почвы растительными остатками. -Сб. научн. Трудов ВИМ., т. 138, М. 2002.

113. Способ уборки зерновых культур (а.с. № 1142045, 1984, Конарев Ф.М. и др.).

114. Статистический материал за 1991, 1992, 1993 гг. Статуправление — Краснодар, 1994.

115. Статистический материал департамента сельского хозяйства Краснодарского края (1980-1994 гг.).

116. Стейнифорт А.Р. Солома злаковых культур. Пер. с англ. Г.Н. Мирошниченко. -М.: Колос, 1983.

117. Столяров А.И., Волошин Е.И., Фанина А.А. Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы, урожай и качество сельскохозяйственных культур. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания.

118. Табашников А.Т. Оптимизация уборки зерновых и кормовых культур. — М.: Агропромиздат, 1985.

119. Технология использования соломы на удобрение. Рекомендации. Краснодар, 1988.

120. Трубилин Е.И. Машины для уборки зерновых культур. Краснодар 2002.

121. Тулин А.С., Саламашенко B.C. Эффективность запашки соломы под подсолнечник и кукурузу на силос а предгорье Крыма. Агрохимия, №1, 1976.

122. Тюрин И.В. Кн. вопросы генезиса и плодородия почв. -М.: Наука, 1966.

123. Тюрин И.В. Почвообразовательный процесс, плодородие почвы и проблема в почвоведении и земледелии-М.: Почвоведение, №3, 1956.

124. Уборка, использование соломы и половы. Рекомендации. Краснодар, 1982.

125. Уборка, использование соломы и половы. Рекомендации. Краснодар, 1991.

126. Уборка урожая комбайнами "Дон" / Сост. М.К. Комарова/. М.: Росагро-промиздат, 1989.

127. Устройство для резки соломы на отрезки различной длины. 5 А 01 F 12/40, 29/04, (40) 921127 №1 - 1975; Сэйрэй коче К.К. (Япония).

128. Устройство зерноуборочного комбайна для разбрасывания половы и измельченной соломы по полю. Utiaggning sskrift: Заявка 466880 Швеция, МКИ, А 01 Д 41/42/ Nilsson P. Rekordverken Sweden А.В. 9003121-2; Заявл. 02.10.90. Опубл. 27.04.92.

129. Федоров М.В. Биологическая фиксация азота атмосферы. М., 1952.

130. Федоров В.А. Удобрение соломой и содержание подвижных форм азота в почве. Агрохимия, №8, 1977.

131. Федоров Е.М. Определение жесткостных параметров виброизолированного ротора измельчителя. — Ростов-на-Дону.

132. Федоров Е.М., Красноступ С.М. Анализ причин возникновения вибрации блока измельчителя ПКН-1500. Ростов-на-Дону.

133. Шатилов К.В., Вайсман M.JL, Козачек В.Д. и др. Кукурузоуборочные машины / Конструкции, результаты испытаний, проектирование и расчет / -М.: Машиностроение.

134. Шенявский A.J1. Минимальная мульчирующая обработка почвы. — С.х. за рубежом, 1971,2.

135. Щербина В.И., Рыбалкин П.Н., Васюков П.П. и др. Энерго- и почвосбере-гающие технологии возделывания кукурузы с применением мульчирующих обработок почвы. Краснодар, Агропромполиграфиздат, 1999.

136. Энергетический расчет и пути снижения энергоемкости полевой машины МПУ-150. Порошин М.В. Труды КСХИ, 1988,- Вып. 284 (312).

137. Ялпачик Ф.Е., Ялпачик Г.С. Переработка рисовой соломы на корм. М.: Аг-ропромиздат, 1988.