CC BY
1Вестник РГАТУ, № 4 (28), 2015
УДК 634.355.3
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕХАНИЗАЦИИ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОРОХА ПОЧАТКОВ
ПЕТУНИНА Ирина Александровна, д-р техн. наук, профессор, petunina.ia60@mail.ru
КОТЕЛЕВСКАЯ Елена Анатольевна, магистр, ст. преподаватель кафедры МЖ и БЖД, 9183119059@mail.ru
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет»
В результате возросшего спроса во многих южных регионах страны, а также с учетом санкций против России, расширились площади посевов кукурузы на зерно, увеличился валовой сбор зерна кукурузы. Общая посевная площадь кукурузы в Краснодарском крае возросла. Одновременно с этим возрос спрос на семенной материал. Необходимость разработки принципиально новых технических решений для разделения очищенных и неочищенных початков кукурузы очевидна и актуальна. Нами предлагается проверить два варианта устройств: управляемую горку и электронное программируемое устройство с использованием программы кодового распознавания по цвету. В работе рассмотрен вопрос об исключении ручного труда при разделении початков семенной кукурузы на очищенные и неочищенные.
Ключевые слова: разделение вороха, цветовой индекс початка, управляемая горка, электронное устройство.
Введение
Технология производства кукурузы на семена существенно отличается от возделывания этой культуры на зерно. После обмолота зерно кукурузы проходит этап первичной очистки, в процессе которого из него удаляются крупные и мелкие примеси, частицы обертки. Для производства кукурузы на семена характерны те же сложности, что и при выращивании зерновой кукурузы. Однако есть ряд особенностей, которые присущи только семеноводческой деятельности. Среди наиболее значимых можно назвать дорогостоящую уборочную технику: стоимость одного початкоуборочного комбайна составляет около 16-17 млн. руб. Практически вся эта техника американского (OXBO) и французского (BOURGOIN) производства. Кроме початкоуборочных комбайнов требуются также средства малой механизации, которые также не производятся в России. Необходимость в них объясняется сокращением трудовых ресурсов в отечественном сельском хозяйстве. Вследствие этого проводить подобные работы полностью вручную при выращивании семян кукурузы стало затруднительно. Но дело не только в высокой стоимости техники для уборки семенной кукурузы, сложности возникают и на стадии переработки. Проблема в том, что на сегодняшний день в России насчитывается не более 7 современных заводов, которые производят семена хорошего качества.
Из-за всех этих трудностей производство кукурузы на семена на данный момент недостаточно развито в нашей стране. Поэтому большая часть семенного материала импортируется в Россию. Чтобы исправить сложившуюся ситуацию, весной 2011 года Министерство сельского хозяйства разработало «Стратегию развития селекции и семеноводства до 2020 года».
В России с каждым годом увеличиваются посевы кукурузы, и на сегодня они составляют более
з,5 млн. га. Это связано, прежде всего, с развитием животноводства, востребованностью культуры
и, как следствие, повышением ее рентабельности. _© Петунина И. А., Котелевская Е. А., 2015г.
Россия на 80% обеспечила свои потребности в свинине, мясе птицы, развивает молочное скотоводство. Последние пять лет в стране достаточно активно развивается мясное скотоводство. В сельскохозяйственном производстве, в условиях рыночной экономики наблюдается тенденция развития малых ферм и фермерских хозяйств. Последними считаются животноводческие предприятия или производственные подразделения небольших размеров (15-100 коров, 50-200 свиней). Проблемным является вопрос применения технологий и технических средств механизации приготовления и раздачи кормов, т.к. этот процесс составляет основную долю затрат труда (до 40% в общем балансе затрат) [3,4].
Анализ существующих технологий разделения початков
В технологиях уборки и переработки кукурузы ключевыми являются процессы съема, разделения вороха на очищенные и неочищенные початки. Рассматривая разделители, очистительные и молотильно-сепарирующие блоки в качестве главных конструктивных элементов, необходимо отметить, что улучшение их работы обеспечивает эффективность технологического процесса в целом.
К настоящему времени устройства для разделения еще не обеспечивают выполнения исходных требований к ним, а существующие кукурузоуборочные комбайны и початкоочистители не гарантируют стабильного качества обработки початков на уровне исходных требований и составляют 67-93% от них в течение периода уборки и для разных гибридов кукурузы. В связи с этим задача создания початкоразделителей не потеряла актуальности. Необходимость разработки принципиально новых технических решений для процессов разделения початков кукурузы, обоснованных теоретически и опирающихся на более глубокое исследование технологических свойств обрабатываемого растительного материала, очевидна и актуальна.
Технические науки
<1
Рис. 1 - Ручная сортировка початков в семеноводстве
Задача послеуборочной обработки - получение семенного, продовольственного и фуражного зерна, отвечающего требованиям, предусмотренным стандартами.
При проведении уборки кукурузы в початках часть их освобождается от оберток в процессе отделения от стеблей. Поэтому для уменьшения объема работы по отделению оберток необходима
сортировка початков на очищенные и неочищенные. Последняя операция, как правило, проводится вручную. В связи с этим нами рассмотрен вопрос о возможности разделения початков перед их отправкой на початкоочистительные линии с учетом их архитектоники и физико-механических свойств.
Пневмомеханический початкоразделитель
Для повышения качества получаемых початков кукурузы необходим поиск новых технологических и технических решений. Одним из возможных направлений в этой области является создание высокопроизводительных устройств (початкораз-делителей) для отделения очищенных от неочищенных початков перед подачей на очистители и после схода с них.
В 1967 году на кафедре с.-х. машин Кубанского сельскохозяйственного института Ивашковым В.Г. был разработан пневмомеханический способ разделения початков, основанный на просасывании воздуха при обтекании початка как в обертке, так и без обертки. По результатам исследований процесса обтекания воздуха были определены основные параметры пневмомеханической системы и изготовлена в 1970 году установка, схема которой приведена на рисунке 2 [1].
Рис. 2 -Схема пневмомеханического початкоразделителя
Початкоразделитель состоял из бункера-дозатора 1 с вальцовым днищем; сортировальных вальцов 4 с вакуумным распределителем 16; транспортирующих вальцов 5; скатных досок 2, 6, 9; напорного сопла 7; элеватора неочищенных початков 8; щитка 3; щетки 10 для очистки присосок; вакуум-баллона 19 с люком для выгрузки мусора 20; вакуумметра 22; регулятора 21; коллектора воздухораспределителя 13, 23; магистральных воздуховодов 12, 18; распределителей воздуха 14, 17; вакуумного насоса 11.
Для разделения початков нами предлагается проверить два варианта устройств: управляемую горку и электронное программируемое устройство с использованием программы кодового распознавания по цвету. В первом случае предлагается использовать изменение «шероховатости» по-
верхности горки, а во втором различие цветовых кодов очищенных и неочищенных початков кукурузы. (Исследования включены в планы НИР Кубанского государственного аграрного университета 2011-2015 гг. по теме ГР 01201153626).
Новизна математико-теоретических решений разделения початков подтверждается программами определения кода плотности по цветам (початок кукурузы в обертке), свидетельство №2009615580; определение кода плотности по цветам (початок кукурузы без обертки), свидетельство №2009615581 [2,3].
Одним из показателей, который может быть использован при решении этой задачи - это цветовой индекс початка.
Вестник РГАТУ, № 4 (28), 2015
Рис. 3 - Установка для разделения початков по кодам цветности Использование программного обеспечения разделения материала по цветовому показателю даст возможность решить поставленную задачу по уменьшению затрат на процесс выделения очищенных от неочищенных початков и уменьшить их травмирование в процессе послеуборочной обработки [2,3].
Это предположение подтверждается исследованиями наличия хлорофилла в зерновках, которого в них весьма мало, что дает право утверждать, об использовании в качестве показателя именно наличия хлорофилла для разделения очищенных от неочищенных початков.
Заключение
В результате проведенных нами исследований было установлено, что неочищенные и очищенные початки имеют выраженную цветовую гамму синих тонов. Таким образом, используя разработанную методику программного обеспечения различия по цветовой гамме початков кукурузы, можно проводить разделение их без последующей доработки на токах.
Список литературы
1.Ивашков, В. Г. Исследование технологического процесса и обоснование параметров рабочих органов пневматического разделителя початков кукурузы [Текст] : дис. ... канд. техн. наук / В. Г. Ивашков. - Краснодар, 1971.
2. Петунина, И. А. Выбор кода цветовой гаммы для разделения початков [Текст] / И. А. Петунина, Е. А. Котелевская // Сельский механизатор. - 2014. - № 1(59). - С.14.
3. Петунина, И. А. Разделение початков кукурузы по коду цветовой гаммы [Текст] / И. А. Петуни-на, Е. А. Котелевская // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. -2013. - № 9. - С. 83-84.
4. Фролов, В. Ю. Повышение эффективности технологического процесса приготовления и раздачи грубых кормов, сформированных в рулоны [Текст] / В. Ю. Фролов, М. И. Туманова // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2013. - № 3. - С. 190.
5. Фролов, В. Ю. Классификация кормораздатчиков [Текст] / В. Ю. Фролов, М. И. Туманова // Техника и оборудование для села. - 2013. - № 7. - С. 18-19.
ANALYTICAL REVIEW OF CORNCOBS HEAPS SEPARATION ENGINEERING
Petunina Irina A., the doctor техн. sciences, the professor, petunina.ia60@mail.ru
Kotelevskay Elena A., the master, the item the teacher, 9183119059@mail.ru Federal state budgetary educational institution of the higher vocational training «The Kuban state agrarian university»
As a result of the increased demand in many southern regions of the country, and also taking into account sanctions against Russia, the areas of crops of corn on grain have extended, total gathering of grain of corn has increased. The general area under crops of corn has increased in Krasnodar territory. Simultaneously with it demand for a seed material has increased. Necessity of working out of essentially new technical decisions for division cleared about crude ears of corn is obvious and actual. We offer to check up two variants of devices: an operated hill and the electronic programmed device with use of the program of code recognition on colour. In work the question on manual skills exception is considered at division of ears of seed corn on cleared and crude.
Key words: division of lots, a colour index of the ear, an operated hill, the electronic programmed device, a seed material
Literatura
1. Ivashkov, V.G. Issledovanie tekhnologicheskogo processa I obosnovanie parametrov rabochikh organov pnevmaticheskogo razdelitelya pochatkov kukuruzy [Tekst] : dis. ... kand. tekhn. nauk / V.G. Ivashkov. -Krasnodar, 1971.
2. Petunina, I.A. Vybor koda czvetovoy gammy dlya razdeleniya pochatkov [Tekst] / I.A. Petunina, Е.А. Kotelevskaya // Sel'skiy mekhanizator. - 2014. - № 1(59). - S.14.
3. Petunina, I.A. Razdelenie pochatkov kukuruzy po kodu czvetovoy gammy [Tekst] / I.A. Petunina, Е.А. Kotelevskaya //Mezhdunarodny zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy. - 2013. - № 9. - S. 83-84.
4. Frolov, V.Yu. Povyshenie ehffektivnosti tekhnologicheskogo processa prigotovleniya i razdachi grubykh kormov, sformirovannykh vrulony[Tekst]/V.Yu. Frolov, M.I. Tumanova//TrudyKubanskogogosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2013. - № 3. - S. 190.
5. Frolov, V.Yu. Klassifikaciya kormorazdatchikov [Tekst] / V.Yu. Frolov, M.I. Tumanova // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. - 2013. - № 7. - S. 18-19.
