CC BY
6
УДК 631.358
DOI 10.36461^Р.2022.62.2.006
АКТИВНЫЙ БОКОВОЙ ДЕЛИТЕЛЬ КОМБАЙНОВОЙ ЖАТКИ
ДЛЯ УБОРКИ ГОРОХА
К.З. Кухмазов, доктор техн. наук, профессор; И.Е. Карасев, кандидат техн. наук;
Б.М. Мелоян, аспирант
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный аграрный университет», г. Пенза, Россия, е-та^: kuhmazov.k.z@pgau.ru
Статья посвящена проблеме снижения потерь при уборке полеглых и спутанных зернобобовых культур, в частности гороха. В ней приведено описание предлагаемого активного бокового делителя комбайновой жатки, выполненного в виде дисковой фрезы, установленной на валу гидромотора, и про-тиворежущей пластины, закрепленной к наклонной поверхности боковины жатки. Разработана методика определения потерь за комбайновой жаткой с предлагаемым активным боковым делителем и приведены результаты лабораторно-полевых исследований по обоснованию конструктивных и режимных параметров активного бокового делителя, проведенных в соответствии с ГОСТ 28301-2015 «Комбайны зерноуборочные. Методы испытаний» на уборке гороха. После обработки опытных данных получены уравнения функций и построены графики зависимостей величины потерь гороха от конструктивных и режимных параметров активного бокового делителя. Как показывают результаты исследований, жатка с предлагаемым активным боковым делителем устойчиво выполняет технологический процесс при частоте вращения дисковой фрезы п = 120 мин-1, количестве зубьев дисковой фрезы г = 8 шт. и рабочей скорости комбайна V = 7 км/ч. При этом потери гороха не превышают агротехнически допустимые.
Ключевые слова: уборка полеглых и спутанных зернобобовых культур, зерноуборочный комбайн, комбайновая жатка, активный боковой делитель, потери гороха.
Для цитирования: Кухмазов К.З., Карасев И.Е., Мелоян Б.М. Активный боковой делитель комбайновой жатки для уборки гороха. Нива Поволжья, 2022, 2 (62), с. 3004. DOI 10.36461/NP.2022.62.2.006
Введение
При уборке полеглых и спутанных зернобобовых культур, в частности гороха, на пассивных боковых делителях жатки зерноуборочного комбайна накапливается растительная масса, плохо отделяется убираемая полоса от основного массива поля, что приводит к снижению производительности комбайна и увеличению потерь выращенного урожая.
Методы и материалы
Для снижения потерь и увеличения производительности комбайна предлагается установить на боковине (1) (рис. 1) с носком (2) комбайновой жатки активный боковой делитель, состоящий из дисковой фрезы (3), установленной на валу гидромотора (4), и противорежущей пластины (5). Гидромотор (4) винтами (6) закрепляется к кронштейну (7), приваренному к боковине (1) комбайновой жатки. Противорежущая пластина (5) крепится к наклонной поверхности боковины (1) болтовыми соединениями (8). Для подачи длинных стеблей в зону резания активного бокового делителя предусмотрен прутковый
делитель (9), закрепленный к боковине (1) жатки болтовыми соединениями (10).
Исходя из геометрических параметров боковины (1) комбайновой жатки внешний диаметр дисковой фрезы (3) приняли равным 300 мм.
Для обоснования конструктивных и режимных параметров активного бокового делителя комбайновой жатки проводились лабораторно-полевые исследования в соответствии с ГОСТ 28301-2015 «Комбайны зерноуборочные. Методы испытаний».
Жатку с предлагаемым активным боковым делителем навешивали на комбайн «Акрос-585». Качество работы комбайновой жатки с активным боковым делителем оценивали по потерям гороха.
Потери гороха за жаткой определяли методом наложения рамки. Для этого на поверхность поля после прохода жатки накладывали рамку длиной 1 м и шириной 6 м (в соответствии с шириной захвата жатки). Общая площадь рамки 6 м2. В пределах рамки собирали все виды потерь гороха Адж и взвешивали.
Рис. 1. Общий вид активного бокового делителя жатки
Потери за жаткой Адж определяли по формуле:
10-Чж Ю-Чс
Ад»
5-П
(1)
где дж - потери гороха за жаткой, г; дс - потери гороха от самоосыпания, %. Определяли методом наложения на опытном участке до прохода комбайна с жаткой; 5 - площадь рамки для учета потерь, м2; Уз - урожайность гороха, ц/га. Результаты их обсуждение При изучении влияния количества зубьев дисковой фрезы на потери на активный боковой
делитель устанавливали фрезы с количеством зубьев 4, 6, 8, 10 и 12 шт. По результатам обработки опытных данных построили график зависимости величины потерь гороха от количества зубьев дисковой фрезы б(г) (рис. 2).
Корреляционная связь между величиной потерь и количеством зубьев дисковой фрезы выражается уравнением параболической функции:
й(г) = 0,05 г 2 - 0,95 г + 6,92,
(2)
при этом индекс корреляции R= 0,98.
3,5
а? из
2,5
1,5
= 0,052'' - 0,95г + 6,92
^ = 0,98
4 1
.4 »
'Ч
........<
4 6 8 10 12
Количество зубьев дисковой фрезы г, шт.
14
Рис. 2. Зависимость величины потерь (С) от количества зубьев дисковой фрезы (х)
Наименьшие потери гороха наблюдались при количестве зубьев г = 8 шт. При большем количестве зубьев наблюдалось повышение потерь
гороха, из-за увеличения частоты воздействия дисковый фрезы на стебельную массу гороха. Малое количество зубьев также приводит к
увеличению потерь, так как стебельная масса тянется, не успевает срезаться вовремя, что приводит к вскрытию коробочек.
Исследования по изучению влияния частоты вращения дисковой фрезы активного бокового делителя жатки на потери гороха проводили в диапазоне п = 80...160 мин-1. По результатам обработки опытных данных построили график
зависимости величины потерь G гороха от частоты вращения дисковой фрезы G(п) (рис. 3).
Корреляционная связь между величиной потерь и частотой вращения дисковой фрезы выражается уравнением второго порядка (парабола):
G(n) = 0,001 п2 + 0,205 п + 14,560, (3)
при индексе корреляции R= 0,97.
Рис. 3. Зависимость величины потерь от частоты вращения дисковой фрезы (п)
Как показывают данные рисунка 3 наименьшие потери обеспечиваются при частоте вращения дисковой фрезы п = 115.125 мин-1. При частоте вращения дисковой фрезы менее 100 мин-1 не обеспечивается качественный срез стебельной массы, что приводит к увеличению потерь. При частоте вращения более 135 мин-1 увеличивается ударная нагрузка на стебельную массу гороха, что также приводит к увеличению потерь.
Влияние рабочей скорости комбайна на потери гороха изучали в интервале скоростей 5,0.9,0 км/ч. График зависимости величины потерь гороха от рабочей скорости комбайна G(v) представлен на рисунке 4. Корреляционна связь между ними выражается уравнением:
G(v) = 0,22 V2 - 2,67 V + 9,85, при индексе корреляции R= 0,99.
(4)
ё? О
X
о.
О)
ь о с
3,5
2,5
1,5
1 1
в = 0,22\/2 - 2,67V + 9,85 4 >
Я2 - Г) 99
..41 >
-----< —,т-( >-----
5 6 7 8 9
Рабочая скорость комбайна V, км/ч
10
Рис. 4. Зависимость величины потерь от рабочей скорости комбайна (V)
Из рисунка 4 видно, что при движении комбайна менее 7 км/ч потери гороха не превышают 2 %, что соответствует агротехническим требованиям.
Дальнейшее увеличение рабочей скорости комбайна приводит к резкому увеличению потерь. При снижении рабочей скорости комбайна снижаются и потери, однако, это приводит к существенному снижению производительности зерноуборочного комбайна.
Заключение
Таким образом, оптимальными конструктивно-режимными параметрами активного бокового делителя комбайновой жатки являются: частота вращения дисковой фрезы п = 120 мин-1; количество зубьев дисковой фрезы z = 8 шт.; рабочая скорость комбайна V = 7 км/ч. При этом потери гороха за комбайновой жаткой не превышают агротехнически допустимые.
Литература
1. Зубов А.Е. Технология возделывания гороха в Ср. Поволжье. Практическое руководство (издание второе дополнительное). Самара: Сам. НЦ РАН, 2012, 52 с.
2. Патент 1007596 SU, МПК A01D 63/02. Полевой делитель жатки / И.С. Возовик, Р.Г. Нуруллин, А.Х. Зимагулов; заявитель Казанский сельскохозяйственный институт им. М. Горького. № 2925599/3015; заявл. 14.05.80; опубл. 30.03.83, Бюл. № 12.
3. А.с. 197334 SU, МПК A01D. Полевой делитель к уборочным сельскохозяйственным машинам / Г. А. Копилевич, И. Ф. Окороков, K.M. Соколов, В.С. Абраменко, К.А. Сорокин, С.Н. Перстнев; заявитель Украинский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения. - № 1072604/30-15; заявл. 23.04.1966; опубл. 11.08.1967, Бюл. № 12.
4. А.с. 279239 SU, МПК A01D 63/00. Активный полевой делитель к уборочным сельскохозяйственным машинам / В. Д. Антоненко, H. Н. Бескопыльный, Ю.Э, В. Жалнин, Я. М. Жук, А. Ф. Королев; заявитель Государственное специальное конструкторское бюро по комплексу зерноуборочных машин. № 1347533/30-15; заявл. 07.07.1969; опубл. 21.08.1970, Бюл. № 26.
5. Кухмазов К.З., Стружкин Н.И. Анализ использования зерноуборочной техники в Пензенской области. Нива-Поволжья, 2010, № 2 (15), с. 61-62.
6. Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию РСМ-142 ACROS. Ростов-на-Дону: ООО КЗ «Ростсельмаш», 2018, 300 с.
7. Кухмазов К.З., Орехов А.А., Тизов В.М., Федина Т.О. Снижение потерь зерна при уборке полеглых хлебов. Нива-Поволжья, 2018, № 4 (49), с. 132-137.
8. Тронев С.В., Ряднов А.И., Федорова О.А. Повышение производительности зерноуборочного комбайна. Научное обозрение, 2017, № 21, с. 37-43.
9. Мелоян Б.М., Алдербеков М.А., Кухмазов К.З. Модернизированный боковой делитель жатки для уборки гороха. Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Т. II. Пенза: РИО ПГАУ, 2019, с. 231-232.
10. Иовлев Г.А., Голдина И.И. Обзор испытаний зерноуборочных комбайнов на качество выполнения технологического процесса обмолота зерновых культур: Россия и Беларусь. Теория и практика мировой науки, 2017, № 11, с. 56-62.
11. Алехин Н.И., Ногин Н.В. Методы и технические средства агротехнической оценки зерноуборочных комбайнов и приспособлений к ним. Проблемы качества продукции в XXI веке: методы и технические средства испытаний и сертификации технологий и техники: Международная научно-практическая конференция (Новокубанск Краснодар. края, 18-19 июня 2003 г.): сборник материалов. Москва: Ро-синформагротех, 2003, с. 173-178.
12. Ряднов А.И., Федорова О.А. Методы оценки эффективности уборки сельскохозяйственных культур: монография (разделы 2.2, 3.4, 4.2 и 4.3). Волгоградская государственная с.-х. академия. Волгоград: ИПК Нива, 2008, 108 с.
13. ГОСТ 28301-2015 Комбайны зерноуборочные. Методы испытаний. Дата введения - 2017-07-01.
14. Тюрин Ю.Н., А.А. Макаров Статистический анализ данных на компьютере. Под редакцией Фигурнова В. Э. Москва: ИНФРА, 1998, 528 с.
15. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Москва: Наука, 1976, 279 с.
16. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. Москва: Колос, 1067, 159 с.
17. Ветцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. Москва: Академия, 2003, 432 с.
18. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Москва: Высшая школа, 1997, 479 с.
19. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат, 1985, 351 с.
20. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Ленинград: Колос, 1980, 167 с.
21. Хакимов Р.А., Галиуллин А.А. Состояние посевов озимых культур в зависимости от сроков посева. Сурский вестник, 2018, № 3 (3), с. 37-40.
22. Синенков Д.В. Методика и результаты полевых исследований сеялки с экспериментальным шнековым дозатором. Сурский вестник, 2019, № 2 (6), с. 43-46.
23. Орлов А.Н., Ткачук О.А., Павликова Е.В. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания. Достижения науки и техники АПК, 2009, № 7, с. 28-30.
UDC 631.358
DOI 10.36461/N P.2022.62.2.006
ACTIVE SIDE DIVIDER OF THE COMBINE HEADER FOR HARVESTING PEAS
K.Z. Kukhmazov, Doctor of Technical Sciences, Professor; I.E. Karasev, Candidate of Technical Sciences;
B.M. Meloyan, Postgraduate;
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Penza State Agrarian University», Penza, Russia, e-mail: kuhmazov.k.z@pgau.ru
The article concerns the problem of reducing Losses during harvesting of tangled and dowm Leguminous crops, particularly peas. This scientific research describes the proposed active side divider of the combine header made in the form of a disc cutter, which is mounted on the hydraulic motor shaft, and a counter-cutting plate fixed to the angled surface of the header sidewall. A methodology for determining the losses of the combine harvester header with the proposed active side divider has been developed. Also we have presented the results of laboratory and field studies to justify the design and operating parameters of the active side divider, conducted in accordance with GOST 28301-2015 "Grain harvesters. Test methods" on pea harvesting. After processing the experimental data, we obtained function equations and drew graphs of pea loss value dependencies on design and operating parameters of the active side divider. The findings have shown that the header with the proposed active side divider steadily performs the technological process at a disc cutter rotation frequency of n 120 min-1, a number of disc cutter teeth z - 8 pcs., and an operational speed of the combine v - 7 km/h. In this case, pea losses do not exceed the agronomic permissible losses.
Keywords: harvesting of tangled and dowm leguminous crops, combine harvester, combine header, active side divider, pea losses.
References
1. Zubov A.E. Cultivation technology of peas in the Middle Volga region. Practical guide (second additional edition). Samara: Samara Scientific Centre of RAS, 2012, 52 p.
2. Patent 1007596 SU, IPC A01D 63/02. Field divider of the header / I.S. Vozovik, R.G. Nurullin, A.Kh. Zimagulov; the applicant Kazan Agricultural Institute named after M. Gorky. No. 2925599/30-15; applicated 14.05.80; published 30.03.83, Bul. No. 12.
3. A.s. 197334 SU, IPC A01D. Field divider for harvesting agricultural machines / G. A. Kopilevich, I. F. Okoro-kov, K.M. Sokolov, V.S. Abramenko, K.A. Sorokin, S.N. Perstnev; the applicant the Ukrainian Research Institute of Agricultural Engineering. - No. 1072604/30-15; applicated 23.04.1966; published 11.08.1967, Bul. No. 12.
4. A.c. 279239 SU, IPC A01D 63/00. Active field divider for harvesting agricultural machines / V. D. Antonenko, N. N. Beskopylny, Yu.E., V. Zhalnin, Ya. M. Zhuk, A. F. Korolev; the applicant the State Special Design Bureau for the complex of grain harvesting machines. No. 1347533/30-15; applicated 07.07.1969; published 21.08.1970, Bul. No. 26.
5. Kukhmazov K.Z., Struzhkin N.I. The analysis of use of grain-harvesting technics in the penza region. Volga Region Farmland, 2010, No. 2 (15), pp. 61-62.
6. Operation and maintenance manual RSM-142 ACROS. Rostov-on-Don: OO KZ "Rostselmash", 2018, 300 p.
7. Kukhmazov K.Z., Orekhov A.A., Tizov V.M., Fedina T.O. REducing losses of grain during harvesting laid crops. Volga Region Farmland, 2018, No. 4 (49), pp. 132-137.
8. Tronev S.V., Ryadnov A.I., Fedorova O.A. Improving the productivity of the combine harvester. Scientific Review, 2017, No. 21, pp. 37-43.
9. MeLoyan B.M., ALderbekov M.A., Kukhmazov K.Z. Upgraded side divider of the header for harvesting peas. Contribution of young scientists to the innovative development of the AIC of Russia: collection of articles of the ALL-Russian Scientific and Practical Conference of young scientists. T. II. Penza: editorial and publishing unit of PGAU, 2019, pp. 231-232.
10. lovLev G.A., GoLdina I.I. Review of tests of combine harvesters on the quality of the technological process of threshing grain crops: Russia and BeLarus. Theory and Practice of WorLd Science, 2017, No. 11, pp. 56-62.
11. ALekhin N.I., Nogin N.V. Methods and technicaL means of agrotechnicaL evaLuation of combine harvesters and their devices. ProbLems of product quaLity in the XXI century: methods and technicaL means of testing and certification of technoLogies and equipment: InternationaL Scientific and PracticaL Conference (Novokubansk, Krasnodar Krai, June 18-19, 2003): coLLection of writings. Moscow: Rosinformagrotech, 2003, pp. 173-178.
12. Ryadnov A.I., Fedorova O.A. Methods for evaLuation the effectiveness of harvesting crops: monograph (sections 2.2, 3.4, 4.2 and 4.3). VoLgograd State AgricuLturaL Academy. VoLgograd: PubLishing and Printing CompLex Niva, 2008, 108 p.
13. GOST 28301-2015 Combine harvesters. Test methods. The date of introduction - 2017-07-01.
14. Tyurin Yu.N., A.A. Makarov StatisticaL anaLysis of data on a computer. Edited by Figunov V. E. Moscow: INFRA, 1998, 528 p.
15. AdLer Yu.P., Markova E.V., Granovsky Yu.V. PLanning an experiment when searching for optimaL conditions. Moscow: Nauka, 1976, 279 p.
16. Vedenyapin G.V. GeneraL methodoLogy of experimentaL research and processing of experimentaL data. Moscow: KoLos, 1067, 159 p.
17. VetzeL E.S., Ovcharov L.A. Theory of random processes and its engineering appLications. Moscow: Academiya, 2003, 432 p.
18. Gmurman V.E. Theory of probabiLity and mathematicaL statistics. Moscow: Higher SchooL, 1997, 479 p.
19. Dospekhov B.A. MethodoLogy of fieLd experience. Moscow: Agropromizdat, 1985, 351 p.
20. MeLnikov S.V., ALeshkin V.R., Roshchin P.M. Experiment pLanning in research of agricuLturaL processes. Leningrad: KoLos, 1980, 167 p.
21. Khakimov R.A., GaLiuLLin A.A. The condition of winter crops depending on sowing time. Sursky vest-nik, 2018, No. 3 (3), pp. 37-40.
22. Sinenkov D.V. The methodoLogy and resuLts of fieLd research pLanter with the experimentaL auger dispenser. Sursky vestnik, 2019, No. 2 (6), pp. 43-46.
23. OrLov A.N., Tkachuk O.A., PavLikova E.V. YieLd productivity and grain of spring wheat quaLity depending on technique cuLtivation eLements. Achievements of Science and TechnoLogy of AIC, 2009, No. 7, pp. 28-30.
