CC BY
64
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631.354.2
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА АКСИАЛЬНО-РОТОРНЫХ МСС С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ДЕК МОЛОТИЛЬНОЙ ЧАСТИ
С.Г. Ломакин, кандидат технических наук
В.Е. Бердышев, доктор технических наук
ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА
имени К.А. Тимирязева»
А.В. Шевцов, кандидат технических наук ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса»
Приведены результаты лабораторных исследований аксиально-роторного молотильно-сепарирующего устройства зерноуборочного комбайна. Определены закономерности изменения потерь зерна и его дробления в зависимости от конструктивных параметров дек, установленных в молотильной части молотильно-сепарирующей системы. Установлено, что замена дек на решетки с пробивными отверстиями позволяет повысить эффективность сепарации зерна, снизить потери зерна молотильно-сепарирующей системой в 1,6 раза, потери молотилкой - в 1,4 раза, уменьшить дробление зерна в 1,24 раза.
Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, аксиально-роторная молотильно-сепарирующая система, потери зерна, дробление зерна.
Исследованиями [1, 2] установлено, что аксиально-роторная молотильно-сепарирующая система (МСС) имеет существенные преимущества в сравнении с «классическими» барабанно-дековыми молотильно-сепарирующими устройствами. Однако значение комплексного показателя эффективности [3] составляет всего кэ = 0,2 - 0,5, что свидетельствует о необходимости совершенствования конструкции этой МСС.
В работе [5] установлено, что замена прутково-планчатых дек гладкими решетками с пробивными отверстиями размером 18,5х90 мм позволяет не только упростить конструкцию, но и получить определенный технологический эффект. Особенно сильно замена прутково-планчатых дек на гладкие пробивные сказалась на величине схода Ем и дроблении 5 зерна (табл. 1).
Отрицательное влияние сепарирующих поверхностей с длинными (18,5х90 мм) отверстиями проявляется в виде повышенной примерно на 10 % сепарации Sпм мелкой соломистой фракции. Общие потери зерна Р в соломе в условиях проведения экспериментальных исследований были невелики и их можно считать стабильными.
Таблица 1 - Показатели работы аксиально-роторной МСС с различными рабочими
поверхностями дек в молотильной части кожуха (пшеница «Мироновская-808»; _Wс=14...18 %; д=8,9...9,3кг/с; пр=800 мин-1; А=30:20 мм)_
Тип поверхности Япм^пм 5м Р Яп^п 5
Прутк.-планч. - 42,5.50 %; Решетки с пробивными отверстиями -50.57,5 % 94,9/5,1 1,2/21,7 1,2 0,06 2,6/47,4 1,67
Прутк.-планч. - 0.9 %; Решетки с пробивными отверстиями - 91.100 % 97,4/2,6 1,29/23,7 0,52 0,07 2,74/49,5 0,6
Однако в приведенных выше опытах исследовалась только МСС. Вместе с тем очень важно учитывать влияние работы МСС и на очистку комбайна [4]. Для сопоставления показателей работы аксиально-роторных МСС и молотилки в целом при использовании различных рабочих поверхностей в молотильной части было проверено три варианта исполнения молотильной части кожуха непосредственно на комбайне с аксиально-роторной МСС.
Кожух в молотильной части был выполнен:
I. Из 4-х гладких решеток с отверстиями размером 18,5х90 мм и 4-х закрепленных между ними противоударных планок. Интенсивность вымолота зерна изменяли за счет регулирования расстояния между противоударными планками и бичами ротора (рис. 1а).
II. Из двух гладких решеток с отверстиями 18,5х90 мм и двух прутково-планчатых дек, установленных между решетками. На интенсивность вымолота зерна влияла величина зазора на выходе хлебной массы из пространства между декой и рабочими элементами ротора (рис. 1б).
III. Из двух гладких решеток с отверстиями 18,5х90 мм и установленных между решетками двух гладких дек с пробивными отверстиями 25х25 мм. На интенсивность вымолота зерна также влияла величина зазора на выходе хлебной массы из пространства между декой и рабочими элементами ротора.
а)
б)
Рисунок 1 - Размещение сепарирующих поверхностей в МСС: а) по первому варианту; б) по варианту 2
Зазоры между противоударными планками кожуха и бичами ротора в первом варианте изменяли в пределах от 50 (максимум) до 20 мм. Во втором и третьем вариантах зазоры между деками и бичами составляли на входе 40 мм, на выходе - 35 мм. Все опыты проводили на пшенице «Северодонская» с влажностью зерна 12.17 %, соломы - 6,2.15 %; отношением масс зерна и соломы 1:1,4.1,8. Частоты вращения ротора пр=1000 мин-1 и вентилятора очистки пв=550 мин-1, а также степень раскрытия жалюзи верхнего /нижнего решет/ удлинителя - 16/8/16 мм сохранили постоянными.
Основные показатели работы молотилки в этих опытах представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Показатели работы молотилки комбайна с аксиально-роторной МСС
при различных вариантах исполнения молотильной части кожуха
Вариант Показатель
исполнения Подача Потери зерна, % qп Ян 5,
кожуха кг/с Рн Рс Р Р А он Р А ос Ро Ру %
А=50 мм 10,2 0,57 0,65 1,22 0,48 1,19 1,67 2,89 1,72 28,2 1,77
I А=35 мм 10,27 0,4 0,57 0,97 0,49 1,26 1,75 2,72 1,64 26,7 1,97
А=20 мм 10,3 0,22 0,46 0,68 0,49 2,15 2,64 3,32 1,6 25,9 2,05
II Wс=6 .8% 10,46 0,52 0,58 1,1 0,31 0,62 0,93 2,03 1,53 24,4 1,73
Wс=8,5.9% 10,48 0,87 0,54 1,41 0,61 0,66 1,27 2,68 1,48 23,6 1,88
III Wс=8,7% 11,1 0,25 0,43 0,68 0,31 0,96 1,27 1,95 1,52 22,8 1,39
Полученные данные свидетельствуют о том, что все три варианта исполнения кожуха позволяют при очень больших зазорах (Авых=35 мм) обеспечить достаточно высокую обмолачивающую и сепарирующую способность исследуемой аксиально-роторной МСС. Наиболее близки потери свободным зерном в соломе, варьирующие от 0,43 % в третьем варианте (гладкие деки) до 0,57.0,58 в I и II вариантах. Несколько больше разница в потерях зерна недомолотом в соломе. Наибольшая их величина (0,52.0,87 %) зафиксирована для варианта II (прутково-планчатые деки), а наименьшая (0,25 %) - в III (гладкие деки). Изменение зазора бич - противоударная планка существенно сказывается на величине не только потерь недомолотом, но и общих потерь зерна в соломе.
Так, с уменьшением А с 50 до 20 мм величина Рн снизилась примерно в 2,5 раза, а Р - в 1,9 раза.
Выделение (сепарация Sп) мелкой соломистой фракции уменьшается (как и ожидалось) при замене решеток с отверстиями 18,5х90 мм (половина поверхности молотильной части кожуха) сварными прутково-планчатыми и, наконец, гладкими прибивными деками с отверстиями 25х25 мм с 26,7 до 23,6 и 22,8 %.
Нетрудно предположить, что замена всех гладких сепарирующих поверхностей с отверстиями 18,5х90 мм на однотипные им поверхности с квадратными отверстиями 25х25 мм позволит без ухудшения показателей Рн, Рс, и Р существенно снизить загрузку очистки соломистой частью вороха и тем самым заметно улучшить условия ее работы.
Для оценки работоспособности гладких пробивных дек с отверстиями 25х25 мм на влажной массе проведены специальные лабораторные исследования. Комбайн с аксиально-роторной молотильно-сепарирующей системой и вращающимся кожухом поочередно оборудовался либо прутково-планчатыми, либо гладкими пробивными деками. Все кинематические и регулировочные параметры в обоих случаях оставались постоянными.
Обобщенные показатели качества работы молотилки по обоим вариантам приведены в таблице 3. В указанных условиях оба типа рабочих поверхностей обеспечили одинаковые потери зерна недомолотом в соломе, а также недомолотом и свободным зерном в полове при равной загрузке очистки соломистой фракцией во-
роха. Одновременно применение новой рабочей поверхности, менее склонной к за-липанию, позволило снизить потери свободным зерном в соломе и повреждении зерна примерно в 1,4 раза.
Таблица 3 - Показатели работы молотилки комбайна с различными рабочими поверхностями МСУ (пшеница «Северодонская»: пр=950 мин-1; А=42:16 мм)
Вариант Показатели Тип рабочих поверхностей
Прутково-планчатые деки Гладкие пробивные деки
Подача приведенная q, кг/с 8,0 7,84
Влажность соломы Wc, % 29,7 31,0
Потери зерна, %:
- недомолотом в соломе Рн 0,02 0,03
- свободным зерном в соломе Рс 0,62 0,45
- всего в соломе Р 0,64 0,47
- недомолотом в полове Рон 0,01 0,01
- свободным зерном в полове Рос 0,16 0,16
- всего в полове Ро 0,17 0,17
- суммарные Ру 0,81 0,64
Дробление 5,% 0,3 0,22
Подача половы qп, кг/с 0,93 0,94
Таким образом, результаты исследований показали, что применение решеток с гладкой перфорированной поверхностью в качестве дек в МСС аксиально-роторного типа с вращающимся кожухом позволяет снизить потери и дробление зерна при незначительном увеличении подачи незерновой фракции на очистку комбайна.
Библиографический список
1. Бердышев В.Е. Оптимизация конструктивных и технологических параметров аксиально-роторной молотильно-сепарирующей системы [Текст] / В.Е. Бердышев // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - №3(19). - С. 114-117.
2. Бердышев, В.Е. Сравнительная оценка аксиально-роторного и «классического» мо-лотильно-сепарирующих устройств по комплексному критерию эффективности [Текст] / В.Е. Бердышев // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2012. -№5(37). - С. 80-83.
3. Бердышев, В.Е. Теоретическое определение комплексного показателя эффективности работы зерноуборочных комбайнов [Текст] / В.Е. Бердышев // Известия Нижневолжского агро-университетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2010. - №3 (19). - С. 167-171.
4. Бердышев, В.Е. Методология совершенствования рабочих органов зерноуборочных комбайнов [Текст] / В.Е. Бердышев // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - №8. - С. 32-24.
5. Ломакин, С.Г. Влияние типа дек на качество работы аксиально-роторной молотильно-сепарирующей системы [Текст] /Ломакин С.Г., Бердышев В.Е., Шевцов А.В. // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горяч-кина». - 2015. - Выпуск 1(65). - С. 30-34.
E-mail: v.berdishev@timacad.ru
