автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технология скашивания полеглых зерновых культур и режущий аппарат со стеблеуловителями для ее осуществления

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Состояние производства зерна.

1.1.1. Потребность в зерне.

1.1.2. Возмещение потребности зерна.

1.1.3. Потери зерна в процессе его производства.

1.2. Полеглость хлебостоя, как источник потерь зерна.

1.2.1. Объемы полеглости.

1.2.2. Причины полегания.

1.2.3. Виды полеглости,.

1.2.4. Влияние полеглости на потери зерна.

1.3. Способы оценки полеглости.

1.3.1. Визуальный способ оценки.

1.3.2. Метрический способ.

1.3.3. Теоретический метод.

1.4. Технические средства и способы уборки полеглых зерновых культур.

1.4.1. Серийные технические средства и их эффективность.

1.4.2. Использование дополнительных приспособлений.

1.4.3. Особенности регулировок зерноуборочных машин при полегании хлебостоя.

1.4.4. Специальные технологические приемы и способы.

1.5. Выводы и задачи исследования.

1.6. Алгоритм исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА СКАШИВАНИЯ ПОЛЕГЛЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР.

2.1. Рациональный способ оценки полеглости зерновых культур.

2.1Л. Оценка полеглости в вертикальной плоскости.

2,1.2. Оценка полеглости в горизонтальной плоскости.

2.2. Образование потерь зерна при скашивании полеглого хлебостоя.

2.2.1. Влияние естественного отгиба на потери зерна.

2.2.2. Обоснование необходимости стеблеуловителей для сокращения потерь зерна при скашивании полеглых зерновых культур.

2.3. Рациональные конструктивные параметры стеблеуловителей.

2.3.1. Рациональная форма.

2.3.2. Длина рабочей части стеблеуловителя.

2.3.3. Направление рабочей поверхности.!.

2.4. Обоснование технологических параметров.

2.4.1. Максимально допустимый угол наклона растений при использовании стеблеуловителей.

2.4.2. Шаг расстановки и скоростной режим жатвенной машины, оборудованной стеблеуловителями.

2.5. Выводы.:.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.,.

З.Шбщие сведения.

3.2. Обоснование объекта исследований.

3.3. Измерительные приборы и подготовка их к работе.

3.3.1. Перечень применяемых приборов и их назначение.

3.3.2. Тарировка токосъемного устройства.

3.3.3. Тарировка тягового динамографа.

3.4. Методика лабораторных исследований.

3.4.1. Лабораторная установка.

3.4.2. Технологический процесс проведения опытов.

3.4.3. Методика проведения полного факторного эксперимента.

3.4.4. Энергооценка использования стеблеуловителей.

3.5. Методика полевых исследований.

3.5.1. Характеристика жатвенного агрегата.

3.5.2. Оценка состояния хлебостоя.

3.5.3. Подготовка поля.

3.5.4. Оценка качества скашивания.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты лабораторных исследований.

4.1.1. Показатели полнофакторного эксперимента.

4.1.2. Итоги знергооценки стеблеуловителей.

4.2, Результаты полевых исследований.

4.3. Выводы.,.

5. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.

Уборка зерновых культур является одним из наиболее напряженных периодов сельскохозяйственных работ. Это вызвано необходимостью проведения уборки в сжатые сроки ибо их растягивание приводит к существенным потерям зерна за счет самоосыпания.

Сложность уборочных работ усугубляется еще и тем, что значительная часть зерновых культур к этому времени полегает. Статистические данные показывают, что полегание зерновых культур ежегодно происходит на 30.60% всех посевных площадей, а в особо неблагоприятные по погодным условиям годы хлеба полегают повсеместно. Вместе с этим, уборка полеглого хлебостоя сопровождается значительным увеличением потерь зерна, В некоторых случаях они достигают 82% от валового сбора урожая, что значительно сказывается на всем сельскохозяйственном производстве в целом.

На протяжении многих лет разрабатывались различные технические устройства и технологические приемы, направленные на повышение качества уборки полеглого хлебостоя, на сокращение потерь зерна. Наиболее распространенными из них являются стеблеподъемники. Однако, из-за того, что конструкция стеблеподъемников имела ряд недостатков в настоящее время эти приспособления практически не применяются. Вместе с этим, существующие рекомендации по снижению скоростного режима движения уборочного агрегата, по уменьшению количества разрешенных для скашивания сторон загона, способствуют удлинению сроков уборки, а следовательно и к дополнительным потерям зерна от самоосыпания.

Учитывая изложенное, целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности процесса скашивания цолеглых зерновых культур, путем разработки дополнительного технического устройства к режущему аппарату жатвенных машин, направленного на сокращение потерь зерна.

Работа выполнена в соответствии с темой №17 плана НИР Рязанской государственной сельскохозяйственной академии «Технология и технические средства для снижения потерь зерна при скашивании полеглых зерновых культур», которая является составной частью региональной научно - технической проблемы «Разработка ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур, средств механизации, повышения продуктивности животных и экономической эффективности предприятий АПК в условиях Рязанской области», предусмотренной на 2001,,. 2005 г.г.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов основного текста, общих выводов и рекомендаций производству, списка используемой литературы и приложений.

Общие выводы и рекомендации производству

В результате выполненной диссертационной работы можно сделать следующие выводы и рекомендации производству:

1. Полеглость зерновых культур, которая ежегодно отмечается на 30.60% посевных площадей России, является фактором отрицательным. В зависимости от степени и характера полегания снижается производительность уборочной техники за счет вынужденного понижения ее скоростного режима и ограничения числа убираемых сторон рабочего загона; увеличиваются потери зерна главным образом срезанным и несрезанным колосом, которые достигают 20.50, а иногда и более процентов урожая. Такое положение вызывает необходимость совершенствования технических средств, применяемых при скашивании полеглых зерновых культур.

2. Для совершенствования технических средств, применяемых при скашивании полеглого хлебостоя, целесообразно использовать предлагаемый метод оценки полеглости растений, позволяющий взаимно увязать состояние растительной массы с основными рабочими органами жатвенных машин, и тем самым создать теоретическую основу обоснования их конструктивно-технологических параметров.

3. Доказано, что сократить потери зерна срезанным колосом можно путем применения предлагаемого режущего аппарата жатвенных машин со стеблеуловителями. Область целесообразного использования стеблеуло-вителей зависит от установленной высоты среза и степени полеглости растений, которая находится в пределах от 73 до 87° относительно вертикального положения при высоте среза 5 см и в пределах 25.73° при высоте среза более 5 см.

4. Основные конструктивно-технологические параметры предлагаемых стеблеуловителей в зависимости от состояния хлебостоя можно определить по содержащимся в работе математическим выражениям для расчета:

• рациональной длины рабочей части стеблеуловителей;

• необходимого скоростного режима жатвенного агрегата;

• предельных углов полеглости, при которых целесообразно использовать стеблеуловители;

• рационального шага расстановки стеблеуловителей на режущем аппарате.

5. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены рациональные конструктивно-технологические параметры рабочей части стеблеуловителей, а именно:

• длина - 500 мм;

• форма - круглая;

• угол заточки - 73. 78°;

• угол наклона относительно плоскости резания -15°;

• шаг расстановки на режущем аппарате - 152,4 мм;

• место установки - середина межпальцевого пространства сегментно-пальцевого режущего аппарата;

• зазор между пяткой стеблеуловителя и сегментом ножа - 25 мм;

• скоростной режим жатвенного агрегата со стеблеуловителями - 4. 6 км/ч.

6. Применение стеблеуловителей на скашивании зерновых культур в производственных условиях с уровнем полеглости 50° позволяет:

• Снизить суммарные потери зерна в среднем на 45% по сравнению со стандартным режущим аппаратом и на 60%, оборудованным стеблеподъ-емниками, главным образом за счет срезанного колоса;

• Обеспечить скашивание хлебостоя со всех сторон загона, независимо от направления полеглости.

165 этом случае следует применять на уборке зерновых прямое комбайниро-вание.

Раздельный способ уборки допустим при уровне полеглости не превышающем 73°.

8. Выявлено, что при высоте среза 50мм имеют место отдельные случаи задевания стеблеуловителями за выступающие неровности почвы, а поэтому предлагается повысить качество предпосевной обработки почвы с целью выравнивания ее поверхности.

9. Целесообразность применения режущего аппарата, оборудованного стеблеуловителями подтверждается экономическими показателями. По сравнению со стандартным образцом при скашивании озимой пшеницы с уровнем полеглости 50° достигается годовой экономический эффект в размере 3331 рубля на одну валковую жатку ЖВН - 6А. Вместе с этим снижаются также и годовые трудозатраты на 20 человекочасов в сравнении со стандартной жаткой.

1. Авдеев Н.Е. Результаты испытаний зерноуборочных комбайнов. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1957г. №1.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М. : Наука, 1976г.

3. Алешкин В.Р., Мельников C.B., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1980г.

4. Алферов С.А., Калошин А.Л., Угаров А.Р. Как работает зерноуборочный комбайн. М.: Машиностроение, 1981г.

5. Антипин В.Г. Интенсификация комбайновой уборки зерновых в Нечерноземной зоне. М.: Лениздат, 1976г.

6. Антипин В.Г. Рациональная оценка состояния стеблестоя. Сельский механизатор, 1979г. №5.

7. Артименко Н.И. Опыт уборки хлебов на повышенных скоростях. Техника в сельском хозяйстве, 1962г. №7.

8. Афанасьев A.A. Чтобы комбайн работал без потерь. М.: Московский рабочий, 1971г.

9. Аяуконис И.Р. Режущий аппарат открытого типа. Сельский механизатор, 1978г. №7.

10. Бель А.И. Беспальцевый режущий аппарат. Техника в сельском хозяйстве, 1964г. №11.

11. Бель А.И. Исследование работы жаток на повышенных скоростях при уборке зерновых культур. Автореферат диссертации кандидата технических наук. Рязань, 1965г.

12. Бель А.И. Отгиб стеблей при срезе их жатвенным аппаратом. Тракторы и сельхозмашины, 1968г. №6.

13. Н.Бобылев С.Н., Ходжаев А.Ш. Борьба с потерями сельскохозяйственной продукции. М.: Знание, 1983г.

14. Болезни зерновых культур. Зерновые культуры, 1995г. №1.

15. Босой Е.С. Режущие аппараты уборочных машин. М.: Машиностроение, 1967г.

16. Буклагин Д.С. Технический уровень сельскохозяйственной техники. Обзорная информация. М,, 1993г.

17. Булкин И.А., Цветкова Т.М. Направление развития конструкций и способов изготовления сегментных с возвратно поступательным движением режущих аппаратов сельскохозяйственных машин, (зарубежный опыт). Москва, 1978г., выпуск 10.

18. Булкин И.А., Яценко И., Галкин А. Техническое обслуживание режущего аппарата жаток и косилок. Техника в сельском хозяйстве, 1969г. №5.

19. Высоцкий A.A. Динамометрирование сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1968г.

20. Власов Н.С. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1979г.

21. Влияние некоторых параметров зерноуборочных комбайнов на высоту среза. Реферативный журнал ВИНИТИ, 1986г. №3.

22. Возможности повышения производительности зерноуборочных комбайнов без увеличения потерь зерна. Реферативный журнал ВННТЭСХ, 1984г. №11.

23. Воробьев В.Н. Испытание новых, широкозахватных машин для уборки хлебов. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1963г. №8.

24. Галаджеев P.C., Игнатенко Ю.А. О системах тензорезисторов для измерения крутящих моментов. Труды института. РНСХМ, 1976г.

25. Гмурман В.Е. Теория вероятности и математическая статистика. М.: Высшая школо,1972г.

26. Гончаренко A.A., Филиппов С.Н., Шадуро С.И. О причинах полегания различных сортов озимой ржи. Сельскохозяйственная биология, 1994г. №1.

27. Гуляев Г.В. Справочник агронома Нечерноземной зоны. М.: Агропромиз-дат, 1978г.

28. Долгов Г А. ЖВН 6 на полеглых хлебах. Сельский механизатор, 1972г. №7.31 .Для уборки хлебов. Сельский механизатор, 1974г. №6.

29. Единые нормы аммартизационных отчислений на сельскохозяйственные машины. М., 1990г.

30. Елисеев Е.А., Игнатенко Ю.А. Таранюк Е.Г. О тензометрировании крутящихся моментов на валах сельскохозяйственных машин. Труды института. РЙСХМ, 1980г.

31. Жалнин Э.В. Новое в уборке зерновых и трав на семена. М: Знание, 1986г.

32. Жалнин Э.В. Перспективные принципы совершенствования зерноуборочных комбайнов. Тракторы и сельхозмашины, 1986г. №9.

33. Жалнин Э.В. Современное состояние и перспективы развития жаток. М.: ВНЙИТЭИагропром, 1989г.

34. Жалнин Э.В. Справочник комбайнера. М.: Россельхозиздат, 1984г.

35. Жалнин Э.В., Савченко А.И. Технология уборки зерновых комбайновыми агрегатами. М.: Россельхозиздат, 1985г.

36. Жалнин Э.В. Уборка зерновых и зернобобовых культур. М.: Россельхоз-годат, 1975г.

37. Жук Я.Н. Двух- и трехфазная уборка зерновых культур. М.: Сельхознздат, 1961г.

38. Жук Я.Н., Жалнин Э.В. В сжатые сроки убрать урожай. Техника в сельском хозяйстве, 1973г. №6.

39. Жуков В.Я., Комаров М.К. Борьба с потерями на уборке зерновых. М.: Россельхозиздат, 1981г.

40. Зайцев И.Л. Курс высшей математики. М., 1957г.

41. Зеленев A.A., Карпенко А.И. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 1976г.

42. Иванцов В.И., Солошенко О.И. Валковые жатки. М.: Машиностроение, 1984г.

43. Изаксон Х.И. Зерноуборочные комбайны «Нива», «Колос». М.: Колос, 1980г.

44. Изыскание рациональных конструкций рабочих органов для оптимизации процессов. Ростов. РИСХМ, 1975г.

45. Иофинов С.А. Эксплуатация машино-тракторного парка. М.: Колос, 1974г.

46. Испытания зерноуборочных комбайнов в 1955г. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1956г. №3.

47. Исследования машин и рабочих органов для возделывания и уборки сельскохозяйственных культур. Г. : ГСХИ, 1990г.

48. Исследования рабочих органов сельскохозяйственных машин. М.: ВИС-ХОМ, 1976г.

49. Карлов М.Е. Повышение производительности зерноуборочной техники. М.: Россельхозиздат, 1984г.

50. Карлов М.Е. Резервы механизации производства зерна в Нечерноземной зоне. М.: Росагропромиздат, 1985г.

51. Карлов М.Е. Сельскохозяйственные машины. Ижевск, 1972г.

52. Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. М.: Аг-ропромиздат, 1989г.

53. Кашутнн В. Мотовило для уборки полеглых хлебов. Техника в сельском хозяйстве, 1963г. Ш.

54. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.; Колос, 1980г.

55. Климарев В.П. Исследование и обоснование конструкций рабочих органов почвообрабатывающих, посадочных и уборочных машин. Г.: ГСХИ, 1982г.

56. К методике расчета потерь зерна в режущем аппарате. Реферативный журнал ВИНИТИ, 1976г.

57. Ковалев А. Механизация уборки полеглых культур. М.: Московский рабочий, 1969г.

58. Ковалев В.М., Касаев К.А. Полегание посевов зерновых культур и практика применения ретардантов. Сельскохозяйственная биология, 1990г. №1.

59. Коганов А. Новое в технологии уборки хлеба. Техника в сельском хозяйстве, 1968г. №7.

60. Коганов А., Горбулин А. Стеблеподъемники к зерновым жаткам. Техника в сельском хозяйстве, 1969г. №5.

61. Коренев Г.В., Тарасенко А.П. Прогрессивные способы уборки и борьба с потерями урожая. М.: Колос, 1977г.

62. Косачев Г.Г., Самойленко Е.М. Экономическая оценка новой техники. Техника в сельском хозяйстве, 1987г. №2.

63. Кривошеин В.М., Тимошек A.C., Лосев В.И. Технология уборки влажных полеглых и длинностебельных хлебов. Минск: Ураджай, 1981г.

64. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины, М.: Сельхозиздат, 1955г.

65. Листопад Г.Е. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.; Аг-ропромиздат, 1986г.

66. Ломакин А. Приспособление к комбайну С 4 для уборки полеглых культур. Техника в сельском хозяйстве, 1960г. №6.

67. Лосев В.И., Тимошек A.C. Рациональное использование техники на уборке зерновых. Минск, 1979г.

68. Лоскутов И.Г., Солдатов В.Н. Причины полегания овса и методы его изучения. Сельскохозяйственная биология, 1993г. №3.

69. Лурье А.Б., Турбин Б.Г. Сельскохозяйственные машины. Л.: Машиностроение, 1967г.

70. Майсурян И.А. Практикум по растениеводству. М.: Колос, 1970г.

71. Майсурян Й.А. Рстениеводство. Лабораторно практические занятия. М.: Колос, 1964г.

72. Макаров P.A. Тензометрия в машиностроении. М.: Машиностроение, 1972г.

73. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: с/х и Пр. Москва, 1998г.

74. Механизация опытных работ в растениеводстве. М.:,1971г.

75. Мирошников А. Механизация уборки стелющихся культур. Техника в сельском хозяйстве, 1962г. №7.

76. Мнацаканов A.C., Шполянский B.JI. Особенности уборки хлебов в тяжелых условийх. Техника в сельском хозяйстве, 1978г. №7.

77. Найденов A.C., Бармадская СИ. Предупреждение полегания посевов озимого ячменя с помощью ретардантов. Достижение науки и техники, 1992г. №3.

78. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.:,1971г.

79. Нормативы затрат денежных средств на ТОРХ по экономическим районам России. М,: ЦНТИ, 1988г.

80. Обзор данных использования зерноуборочных комбайнов в Германии, США и других странах. Реферативный журнал ВИНИТИ, 1982г. №3.

81. Омутов А.Р. Состояние и развитие парка зерноуборочных машин в зарубежных странах. Тракторы и автомобили, 1978г. №10.

82. Описание изобретения к авторскому свидетельству 276590 от 14.07.1970г.

83. Описание изобретения к авторскому свидетельству 1789116 от 23.01.1993г.

84. Описание изобретения к авторскому свидетельству 1782427 от 23.12.1992г.

85. Описание изобретения к авторскому свидетельству 1440413 от 30.11.1988г.

86. Описание изобретения к авторскому свидетельству 186792 от 3.10.1966г.

87. Описание изобретения к авторскому свидетельству 1163813 от 30.06.1985г.

88. Описание изобретения к авторскому свидетельству 138417 от 22.11.1960г.96.0писание изобретения к авторскому свидетельству 1021402 от 7.06.1983г.

89. Описание изобретения к авторскому свидетельству 538688 от 15.12.1976г.

90. Описание изобретения к авторскому свидетельству 1464951 от 15.03.1989г.

91. Организация высокопроизводительного использования уборочно транспортных комплексов. М.: Россельхозиздат, 1975г.

92. Орманджи К.С., Варабаш Г.И. Уборка зерновых колосовых культур. Техника в сельском хозяйстве, 1978г. №7.

93. Орманджи К.С. Операционная технология возделывания и уборки зернобобовых. М.: Россельхозиздат, 1987г.

94. Орманджи К.С. Уборка колосовых культур в сложных условиях. М.: Россельхозиздат, 1985г.

95. Основные показатели АПК РФ в 1999г. Госкомстат РФ. М.: 2000г.

96. Основные показатели качества уборки. Реферативный журнал ВИНИТИ, 1986г. №2.

97. Отраслевой стандарт 70.8.1. 81. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины зерноуборочные.

98. Памятка на уборке урожая 1984г. Рязань, 1984г.

99. Панфилов A.M. Совершенствование жатки комбайна. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1983г. №9.

100. Переоборудование те?шики для возделывания зерновых культур. М., 1987г.

101. Переоборудование техники при уборке урожая зерновых культур. М.: Россельхозиздат, 1983г.

102. Портнов П.Н. О профессии комбайнера. М.: Агропромиздат, 1988г.

103. Прейскуранты оптовых цен на материалы и запчасти.