Научная статья на тему 'Исследование процесса сепарации очесанного зернового вороха на сетчатой ячеистой поверхности'

Исследование процесса сепарации очесанного зернового вороха на сетчатой ячеистой поверхности Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
217
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник НГИЭИ
ВАК
Ключевые слова
ДРОБЛЕНИЕ / ЗЕРНО / ЗЕРНОВОЙ ВОРОХ / ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН / КОЛОС / МОЛОТИЛКА / МОЛОТИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО / НАКЛОННАЯ КАМЕРА / ОБМОЛОТ / ОЧЕС / ПОЛОВА / ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СЕПАРАЦИЯ ОЧЕСАННОГО ЗЕРНОВОГО ВОРОХА / СВОБОДНОЕ ЗЕРНО / СОЛОМА / СЕТЧАТАЯ ЯЧЕИСТАЯ ПОВЕРХНОСТЬ / ТРАНСПОРТЕР / УСТРОЙСТВО / ЭНЕРГОЕМКОСТЬ / ЯЧЕЙКА / CRUSHING / GRAIN / GRAIN HEAP / COMBINE HARVESTER / EAR / THRESHER / THRESHING DEVICE / INCLINED CHAMBER / THRESHING / COMB / FLOOR / PRE-SEPARATION OF COMBED GRAIN HEAP / FREE GRAIN / STRAW / MESH SURFACE / CONVEYOR / DEVICE / ENERGY CONSUMPTION / CELL

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Ожерельев Виктор Николаевич, Никитин Виктор Васильевич, Кузюр Василий Михайлович, Кузнецов Андрей Евгеньевич

Введение: представлены результаты научных исследований, подтверждающие возможность предварительной сепарации свободного зерна из очесанного зернового вороха до его поступления в молотильную камеру. В частности, предложено снабдить зерноуборочный комбайн устройством для предварительного выделения свободного зерна, смонтированным между наклонной камерой и молотильным устройством. Оно включает в себя два барабана и сетчатое полотно. При этом оси вращения барабанов выполнены эксцентрично по отношению к их геометрическим осям, что обеспечивает интенсивное расслоение зернового вороха на фракции. Для предотвращения забивания ячеек полотна крупными компонентами очесанного зернового вороха цилиндрические поверхности барабанов снабжены выступами. Материалы и методы: все исследования проводились на пшенице сорта «Московская 56» при постоянной скорости сетчатого ячеистого полотна 3 м/с. Влажность зерна находилась в пределах 12 %. Подача вороха в устройство составляла 10 кг/с при содержании в нем 80 % свободного зерна. Длина транспортера составляла 2 м, а ячейки сетчатого полотна имели размеры 17×15 мм. Результаты: по результатам научных исследований установлено, что 94,66 % свободного зерна проходит сквозь ячейки сетчатого полотна, а 5,34 % идет сходом. Проход половы составляет порядка 83,11 %, а проход соломистых включений не превышает 25,33 %. При этом прохождение колосовой части вороха сквозь ячейки сетчатого транспортера во всех сериях эксперимента не наблюдалось. Обсуждение: достоверно установлена возможность осуществления сепарации свободного зерна из очесанного вороха на сетчатом ячеистом полотне, смонтированным между наклонной камерой и молотильным устройством. Практическая реализация такого технического решения требует смещения молотильного барабана комбайна назад и укорачивания соломотряса (за ненадобностью) без нарушения его технологического процесса. Заключение: выявлен резерв увеличения сепарирующей способности сетчатого транспортера за счет увеличения размеров ячеек полотна.I

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Ожерельев Виктор Николаевич, Никитин Виктор Васильевич, Кузюр Василий Михайлович, Кузнецов Андрей Евгеньевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ntroduction: the article presents the results of scientific research of the process of separation of the grain heap on the mesh surface. In particular, the possibility of allocation of free grain from the combed grain heap before its receipt in the threshing chamber of the combine is considered. It is offered to provide the combine harvester with the device for preliminary allocation of the free grain mounted between the inclined chamber and the threshing device. This can significantly reduce the crushing of free grain by the working bodies of the thresher. Materials and Methods: the available technical solutions, providing preliminary separation of free grain, have disadvantages. In particular, they relate to excessive complexity and bulkiness. The weight of the structure of the device becomes excessive, both from the point of view of the threat reducing the pressure on the driven (rear) wheels, and from the point of view of strength of the core grind. Thus, the reserves for improving the design of the device for the preliminary allocation of free grain at the comb are far from exhausted. Results: according to the results of scientific research, it was found that 94.66% of free grain passes through the cells of the mesh web, and 5.34 % is converging. The passage of the floor is about 83.11%, and the passage of straw inclusions does not exceed 25.33 %. In this case, the passage of the spike part of the heap through the mesh conveyor cells was not observed in all series of the experiment. Discussion: the possibility of separation of free grain from the combed heap on a mesh cellular cloth mounted between the inclined chamber and the threshing device is reliably established. The practical implementation of this technical solution requires the displacement of threshing drum of the combine harvester back and shortening of the walkers (no longer needed) without violating the technological process. Conclusion: the reserve of increasing the separating ability of the mesh conveyor by increasing the size of the cells of the web is revealed.

Текст научной работы на тему «Исследование процесса сепарации очесанного зернового вороха на сетчатой ячеистой поверхности»

05.20.01 УДК 631.354.2

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ ОЧЕСАННОГО ЗЕРНОВОГО ВОРОХА НА СЕТЧАТОЙ ЯЧЕИСТОЙ ПОВЕРХНОСТИ

© 2019

Виктор Николаевич Ожерельев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры «Технические системы в агробизнесе, природообустройстве и дорожном строительстве» Брянский государственный аграрный университет, Брянск (Россия) Виктор Васильевич Никитин, кандидат технических наук, доцент,

доцент кафедры «Технический сервис» Брянский государственный аграрный университет, Брянск (Россия) Василий Михайлович Кузюр, кандидат технических наук, доцент,

доцент кафедры «Технический сервис» Брянский государственный аграрный университет, Брянск (Россия) Андрей Евгеньевич Кузнецов, главный инженер ЗАО СП «Брянсксельмаш», Брянск (Россия)

Аннотация

Введение: представлены результаты научных исследований, подтверждающие возможность предварительной сепарации свободного зерна из очесанного зернового вороха до его поступления в молотильную камеру. В частности, предложено снабдить зерноуборочный комбайн устройством для предварительного выделения свободного зерна, смонтированным между наклонной камерой и молотильным устройством. Оно включает в себя два барабана и сетчатое полотно. При этом оси вращения барабанов выполнены эксцентрично по отношению к их геометрическим осям, что обеспечивает интенсивное расслоение зернового вороха на фракции. Для предотвращения забивания ячеек полотна крупными компонентами очесанного зернового вороха цилиндрические поверхности барабанов снабжены выступами.

Материалы и методы: все исследования проводились на пшенице сорта «Московская 56» при постоянной скорости сетчатого ячеистого полотна 3 м/с. Влажность зерна находилась в пределах 12 %. Подача вороха в устройство составляла 10 кг/с при содержании в нем 80 % свободного зерна. Длина транспортера составляла 2 м, а ячейки сетчатого полотна имели размеры 17* 15 мм.

Результаты: по результатам научных исследований установлено, что 94,66 % свободного зерна проходит сквозь ячейки сетчатого полотна, а 5,34 % - идет сходом. Проход половы составляет порядка 83,11 %, а проход соломистых включений - не превышает 25,33 %. При этом прохождение колосовой части вороха сквозь ячейки сетчатого транспортера во всех сериях эксперимента не наблюдалось.

Обсуждение: достоверно установлена возможность осуществления сепарации свободного зерна из очесанного вороха на сетчатом ячеистом полотне, смонтированным между наклонной камерой и молотильным устройством. Практическая реализация такого технического решения требует смещения молотильного барабана комбайна назад и укорачивания соломотряса (за ненадобностью) без нарушения его технологического процесса. Заключение: выявлен резерв увеличения сепарирующей способности сетчатого транспортера за счет увеличения размеров ячеек полотна.

Ключевые слова: дробление, зерно, зерновой ворох, зерноуборочный комбайн, колос, молотилка, молотильное устройство, наклонная камера, обмолот, очес, полова, предварительная сепарация очесанного зернового вороха, свободное зерно, солома, сетчатая ячеистая поверхность, транспортер, устройство, энергоемкость, ячейка.

Для цитирования: Ожерельев В. Н., Никитин В. В., Кузюр В. М., Кузнецов А. Е. Исследование процесса сепарация очесанного зернового вороха на сетчатой ячеистой поверхности // Вестник НГИЭИ. 2019. № 3 (94). С. 18-28.

RESEARCH THE PROCESS OF SEPARATION OF GRAIN HEAP OCEANOG ON MESH WIRE MESH SURFACE

© 2019

Viktor Nikolaevich Ozhereliev, Dr. Sci. (Agriculture), professor, professor of the chair «Technical systems in agribusiness, environmental engineering and road construction» Bryansk State Agrarian University, Bryansk (Russia) Viktor Vasilievich Nikitin, Ph. D. (Engineering), associate professor associate professor of the chair «Technical service» Bryansk State Agrarian University, Bryansk (Russia) Vasiliy Mikhaylovich Kuzyur, Ph. D. (Engineering), associate professor associate professor of the chair «Technical service» Bryansk State Agrarian University, Bryansk (Russia) Andrey Evgen'yevich Kuznetsov, chief engineer ZAO SP «Bryanskselmash», Bryansk (Russia)

Abstract

Introduction: the article presents the results of scientific research of the process of separation of the grain heap on the mesh surface. In particular, the possibility of allocation of free grain from the combed grain heap before its receipt in the threshing chamber of the combine is considered. It is offered to provide the combine harvester with the device for preliminary allocation of the free grain mounted between the inclined chamber and the threshing device. This can significantly reduce the crushing of free grain by the working bodies of the thresher.

Materials and Methods: the available technical solutions, providing preliminary separation of free grain, have disadvantages. In particular, they relate to excessive complexity and bulkiness. The weight of the structure of the device becomes excessive, both from the point of view of the threat reducing the pressure on the driven (rear) wheels, and from the point of view of strength of the core grind. Thus, the reserves for improving the design of the device for the preliminary allocation of free grain at the comb are far from exhausted.

Results: according to the results of scientific research, it was found that 94.66% of free grain passes through the cells of the mesh web, and 5.34 % - is converging. The passage of the floor is about 83.11%, and the passage of straw inclusions - does not exceed 25.33 %. In this case, the passage of the spike part of the heap through the mesh conveyor cells was not observed in all series of the experiment.

Discussion: the possibility of separation of free grain from the combed heap on a mesh cellular cloth mounted between the inclined chamber and the threshing device is reliably established. The practical implementation of this technical solution requires the displacement of threshing drum of the combine harvester back and shortening of the walkers (no longer needed) without violating the technological process.

Conclusion: the reserve of increasing the separating ability of the mesh conveyor by increasing the size of the cells of the web is revealed.

Keywords: crushing, grain, grain heap, combine harvester, ear, thresher, threshing device, inclined chamber, threshing, comb, floor, pre-separation of combed grain heap, free grain, straw, mesh surface, conveyor, device, energy consumption, cell.

For citation: Ozhereliev V. N., Nikitin V. V., Kuzyur V. M., Kuznetsov A. E. Research the process of separation of grain heap oceanog on mesh wire mesh surface // Bulletin of NGIEI. 2019. № 3 (94). P. 18-28.

Введение

Резервы совершенствования конструкции зерноуборочного комбайна в рамках сложившейся конструктивно-технологической концепции практически исчерпаны. Об этом свидетельствует, в частности, возрастающая унификация машин целого ряда фирм по многим узлам и элементам технологического процесса. В связи с этим актуальной проблемой становитсявыявление не до конца использованных резервовоптимизация технологиче-

ского процесса на базе более тщательного изучения, по сути - ревизии, физико-механических свойств объектов уборки.

Выделим три наиболее перспективных физико-механических свойства колосовых зерновых культур, которые могут являться отправными точ-камидлясовершенствования алгоритма взаимодействия рабочих органов и убираемых культур. Во-первых, следует учитывать соотношение зерна и соломы в поступающем в молотилку ворохе (рис. 1)

[1]. Уменьшить негативное влияние излишней со-ломистости на энергоемкость процесса обмолота позволяет переход на очесывание растений на корню [2; 3]. При таком способе уборки уменьшается поступление технологической массы в комбайн в 1,5-2 раза, что приводит к экономии до 70 % энергии, которую комбайн, как правило, расходует на деформацию соломы в молотилке [4; 5; 6].

Вторым важным обстоятельством является то, что усилие отрыва зерна от стержня колоса при воздействии на него в поперечном направлении существенно меньше, чем при воздействии вдоль зерновки. Реализовать в максимальной степени имеющееся различие позволяет знакопеременное воздействие на колос в перпендикулярном направлении [7; 8].

Третье свойство заключается в том, что у большинства колосовых зерновых культур чешуи, охватывающие каждую зерновку, дополнительно укрепляют ее положение и препятствуют эффективной реализации ударного воздействия на нее в процессе обмолота бичей молотильного барабана, демпфируя ударный импульс. Следовательно, вне зависимости от способа отделения плодосодержа-щей части растения от земли (срезание традиционной жаткой или очес на корню), целесообразно предварительно разрушить или хотя бы ослабить чешуйчатое окружение каждой зерновки [9].

По мере реализации указанных алгоритмов первого порядка (рис. 1) актуальной задачей становится максимальная адаптация последующих фаз технологического процесса к физико-механическим свойствам полученного вороха. Так, в случае очеса зерна на корню при осуществлении последующих фаз технологического процесса уборки в качестве проблемы начинает доминировать чрезмерное содержание в ворохе мелких легких примесей и наличие свободных колосьев с соломинами разной длины, содержащих различное количество оставшихся в них зерен [10]. При этом в связи с практически полным отсутствием соломы резко уменьшается эффективность работы молотильного барабана, недогруженным оказывается соломотряс, а очистка, наоборот, оказывается перегруженной. Кроме того, велик риск дробления свободного зерна, поступающего в молотильную камеру без технологической цели. Следовательно, целесообразно было бы осуществить предварительную сепарацию очесанного вороха до его поступления в молотильное устройство.

Что касается наличия в ворохе недомолочен-ных колосьев, практически лишенных соломин, то подход к выбору способа дальнейшего технологического воздействия на них должен быть аналогичен подходу к выбору типа автономного домолачивающего устройства.

С этой точки зрения перспективной представляется работа над адаптацией конструкции молотилки комбайна к работе с очесанным зерновым ворохом. Его специфический состав требует столь же специфического подхода к технологии дальнейшей работы с ним. В частности, нет необходимости направлять в молотильное пространство свободное зерно, составляющее до 80 % массы вороха. Более того, оно при воздействии бичей барабана дробится, растут потери и энергозатраты. В результате в значительной степени нивелируются преимущества, характерные для технологии очеса зерна на корню, потенциал которых при таких условиях не может быть полностью реализован. Таким образом укрупненно задача исследования сводится к изысканию наиболее эффективного способа выделения из очесанного вороха свободного зерна и направленияего на очистку, минуя молотильное устройство комбайна.

Выделить свободное зерно из очесанного вороха можно разными способами [11; 12; 13; 14; 15]. В частности, наклонную камеруочесывающего адаптера можно снабдитьспециальным перфорированным днищем, через продолговатые отверстия которого зерно и мелкие примеси (полова и частично измельченная соломы) должны просыпаться вниз, где смонтированы два шнека, осуществляющие его подачу непосредственно на очистку, минуя молотильную камеру [16; 17]. Результатыпроведен-ных лабораторных экспериментов убедительно свидетельствуют о том, что на комбайнах семейства «Полесье» длина наклонной камеры (при оптимальном сочетании длины и ширины отверстий в ее днище) достаточна для почти стопроцентного выделения свободного зерна из очесанного зернового вороха [18; 19].

Несмотря на принципиальную возможность осуществления этого технологического процесса, присутствуют и негативные моменты. В частности, модернизированная наклонная камера становится излишне сложной и громоздкой. При этом вес ее конструкции становится чрезмерным, как с точки зрения опасного уменьшения давления на управляемые (задние) колеса, так и с точки зрения прочности остова молотилки.

Физико-механические сбойстба / Physical and mechanical properties

Дифференциация разнонаправленных

от

стержня колоса /Multidirectional differentiation of efforts of separation of the grains from the stem of the ear

соотношение зерна и соломы 6 поступающем на обмолот Ворохе /

Irrational ratio of grain and straw in coming to the threshing heap

I

Упрочнение положения зернобки б колосе за счет охбатыбающих ее чешуи / Strengthening the position of the grain m the ear due to the scales _covering her_

V

Направление корректиробки алгоритма боздейстбия /

Direction of correction of the impact algorithm g ~

на зернобки б колосе / Alternating effect on grcuns m the ear

Очесыбание зерна на корню / Stripping grain

lz

Знакопеременный перегиб колоса за пределами упругих деформаций чешуи / Alternating inflection of the ear outside the elastic deformation of the scales

Конструктибная реализация / Constructive realization

V

Молотильное устростба Патент РФ №22784- 98 / Threshing device Patent RF No. 2278498

A

I

Очесы бающий адаптер / Stripping adapter

V

Рекаттеры / Recruiters

Сопутстбующие проблемы / Related issues

I

Jt

Сбо водные колосья Высокое содержание легких Высокое содержание

без соломин / Free примесей / High content зерна б борохе / High

ears without straws of light impurities grain content m the heap

w

Сепарация б циклоне, собмещеннам с молотилкой Патент РФ №2482656 /

combined with the grind Patent RF No 2482656

Инерционная сепарация б

корпусе адаптера Патент РФ №2566017/ tnerhal separation т the body of the adaptor Patent RF No 2566017

Сепарация б наклонной камере Патент РФ №2566015/ Separation т ал inclined chamber Patent RF No 2566015

Рис. 1. Направления совершенствования зерноуборочного комбайна Fig. 1. Directions of improvement of combine harvester

Между тем возможности предварительного выделения свободного зерна при очесе далеко не исчерпаны использованием для этой цели модернизированной наклонной камеры с решетчатым днищем. Одним из перспективных вариантов решения указанной задачи является использование транспортера 1, смонтированногомежду наклонной камерой 2 и молотилкой 3 исодержащегодва барабана 4 и 5 и бесконечное сетчатое ячеистое полотно 6 (рис. 2). При поступлении зернового вороха 7

на транспортер 1 свободное зерно 8 и мелкие примеси (полова и частично измельченная солома) должны под действием силы тяжести проходить сквозь ячейки полотна 6, попадая затемнепосред-ственно на транспортную доску 9 и далее на систему очистки. При этом в молотильное устройство 3 должны поступать только не прошедшие сквозь ячейки сетчатого полотна 6 недомолочен-ные колосья 10. Для интенсификации процесса сепарации оси вращения барабанов 4 и 5 должны

быть выполнены эксцентрично по отношению к их геометрическим осям. Наличие выступов 11 на барабанах исключает возможность проскальзывания сетчатого полотна, а также способствует очистке его ячеек от крупных компонентов очесанного зернового вороха, то есть обеспечивает стабильность процесса сепарации [20].

Несмотря на то, что движущееся сетчатое полотно используется в конструкции зерноочистительных машин [21], была необходима проверка работоспособности предлагаемой конструкции при сепарации очесанного зернового вороха специфического состава, чему и был посвящен соответствующий эксперимент.

Рис. 2. Принципиальная схема зерноуборочного комбайна, оснащенного транспортером с сетчатым ячеистым полотном (обозначение позиций в тексте) Fig. 2. Schematic diagram of a combine harvester equipped with a conveyor with mesh mesh cloth (designation of positions in the text)

Материалы и методы

Для этой цели нами была разработана экспериментальная установка (рис. 3),имитирующая работу предлагаемого устройства для предварительного выделения свободного зерна из очесанного вороха до его поступления в молотильную камеру. Она состоит из рамы 1, транспортера 2, емкости 3 для сбора свободного зерна 4 и емкости 5 для сбора вороха 6, идущего сходом. Транспортер 2 включает в себя два барабана 7 и 8 и сетчатое ячеистое полотно 9. При этом оси вращения барабанов 7 и 8 выполнены эксцентрично по отношению к их геометрическим осям, что обеспечивает интенсивное расслоение зернового вороха на фракции. С целью предотвращения бокового смещения сетчатого ячеистого полотна 9 при работе установки боковые стороны барабанов 7 и 8 снабжены ребордами 10. Выступы 11 на цилиндрической поверхности барабанов 7 и 8 способствовали исключению проскальзывания сетчатого полотна 9, а также очищению его ячеек от крупных компонентов очесанного зернового вороха.

Привод установки осуществлялся от электродвигателя 12 посредством двух цепных передач 13 и 14. Управление электродвигателем 12, а также настройка его частоты вращения выполнялись при

помощи частотного преобразователя 15 «Веспер» Е2-8300.

Величину эксцентриситета на валу барабанов (рис. 2) определили из уравнения равновесия центробежной силы инерции и силы тяжести по следующему выражению

r =

g

g

a

ж-n 60

(1)

где г - величина эксцентриситета на валу барабанов, м; g - ускорение свободного падения, м/с2; ш -угловая скорость на валу барабанов, с"1; п - частота вращения вала барабана, мин-1.

Так причастоте вращения барабанов п = 522 мин-1 величина эксцентриситета составляет г = 0,002 м = 2 мм.

Материалы научной статьи относятся к тематике научных исследований (№ 59ГЗ: «Изучение процессов энергосбережения при уборке зерна и разработка соответствующей стратегии энергосбережения», 2018 г.), которая удостоена гранта Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, а часть его денежных средств потрачена на изготовление экспериментальной установки.

2

Рис. 3. Схема экспериментальной установки (обозначение позиций в тексте) Fig. 3. Scheme of experimental setup (designation of positions in the text)

Все исследования проводились на пшенице сорта «Московская 56» при постоянной скорости сетчатого ячеистого полотна 3 м/с. Выбор значения скорости обусловлен тем, что она соответствует скорости плавающего транспортера наклонной камеры современного зерноуборочного комбайна [22; 23]. Ее уменьшение может повлечь за собой не только сгруживание хлебной массы перед транспортером, но и снижение пропускной способности комбайна в целом, а повышение, наоборот, ухудшить сепарацию вороха. Влажность зерна находилась в пределах 12 % (определялась весовым методом в межкафедральной лаборатории Брянского ГАУ). Подача вороха в устройство составляла 10 кг/с при содержании в нем 80 % свободного зерна. Длина транспортера составляла 2 м, а ячейки сетчатого полотна имели размеры 17*15 мм (рис. 4).

Рис. 4. Фрагмент сетчатого ячеистого полотна Fig. 4. A fragment of a netted wire mesh cloth

Зерно, прошедшее сквозь ячейки сетчатого полотна, подвергалось взвешиванию. Опыт был проведен с десятикратной повторностью. Таким образом, всего было получено десять опытных точек.

Результаты

Для выявления численных характеристик процесса сепарации свободного зерна из очесанного зернового вороха по длине сетчатого транспортера производилась регистрация массы его прохода сквозь ячейки полотна на каждом из четырех контрольных участков (рис. 3). Остаток зерна определялся разницей между его исходным количеством в ворохе в начале участка и массой прохода на его длине. То есть в начале эксперимента в ворохе зафиксировано стопроцентное количество свободного зерна. Далее, по мере прохождения свободного зерна по сетчатому ячеистому транспортеру, его количество убывает. Расчет количества свободного зерна, поступившего на второй контрольный участок (53,15 %), определен разницей между предыдущим значение (100 %) и количеством свободного зерна, прошедшего сквозь отверстия на первом контрольном участке (46,85 %). Аналогичным образом были получены и остальные значения (22,71; 9,89 и 5,34 % соответственно).

Полученные данные были обработаны на ПК в программе «Excel».По ним построен график убывания доли свободного зерна (от его исходного количества, принятого за 100 %) по длине поверхности сепарирования (рис. 5, а). Уравнение регрессии, наиболее адекватно отражающее характер выявлен-

ных зависимостей (Л = 0,9898), имеет экспоненциальный вид

Сз = 86,609 • е^1'66*, (2)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где Сз - количество свободного зерна, выраженное в процентах от его исходного значения, имевшегося в начале процесса сепарации; Ь - длина сепарирующей поверхности, м.

Следует отметить, что экспоненциальная зависимость адекватно отражает характер изменения содержания свободного зерна в соломе в зависимости от длины сепарирующей поверхности и в случае с клавишным соломотрясом [24]. Это является дополнительным свидетельством адекватности и достоверности полученных результатов.

По аналогичной методике были обработаны данные, характеризующие процесс сепарации сквозь ячейки сетчатого транспортера половы и мелких соломистых включений. Согласно полученным результатам, был также построен график изменения количества указанных компонентов в ворохе по длине транспортера, принимая их исходную массу в начале процесса за 100 % (рис. 5, б). Уравнение регрессии, наиболее полно

отражающее характер зависимостей (Л = 0,97), имеет вид

Сп = 88,8 • е^0^ , (3)

где Сп - количество половы, выраженное в процентах от его исходного значения, имевшегося в начале процесса сепарации; Ь - длина сепарирующей поверхности, м.

Проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что принятая нами концепция выделения свободного зерна из очесанного вороха себя оправдала. Свободное зерно и соразмерные ему мелкие примеси (полова и частично измельченная солома) под действием силы тяжести проходят сквозь ячейки сетчатого полотна.

Анализ полученной зависимости (рис. 5, а) свидетельствует о том, что 94,66 % свободного зерна проходит сквозь ячейки сетчатого полотна, а 5,34 % - идет сходом. Проход половы составляет порядка 83,11 % (рис. 5, б), а проход соломистых включений не превышает 25,33 %. При этом прохождение колосовой части вороха сквозь ячейки сетчатого транспортера во всех сериях эксперимента не наблюдалось.

Длина поверхности серапиробания, м / Длина поберхности серапиробания, н,

Separation surface length, т Separation surface length, m

Рис. 5. Убывание: а) свободного зерна из очесанного зернового вороха по длине поверхности сепарирования;

б) половы из очесанного зернового вороха по длине поверхности сепарирования

Fig. 5. Decrease: a) free grain from the combed grain heap along the length of the separation surface;

b) floors from the combed grain heap along the length of the separation surface

Обсуждение

Сход свободного зерна обусловлен тем, что при проведении серии экспериментов длины сепарирующей поверхности оказалось недостаточно. Таким

образом, для полного исключения поступления свободного зерна в молотильную камеру зерноуборочного комбайна необходимо либо увеличить длину сетчатого транспортера, либо увеличить размеры

ячеек его полотна. При этом, однако, следует иметь в виду, что в технике достижение стопроцентного результата не всегда является экономически оправданной задачей. Так, реальные потери зерна на клавишном соломотрясе принято оценивать величиной порядка 1,25 % [24]. При том, что это безвозвратные потери. Попадание же небольшой части свободного зерна в молотильное пространство не приведет к значимому ущербу, поскольку дроблению подвергается лишь небольшая доля непосредственно взаимодействующих с бичами зерен.

Заключение

В результате проведенных экспериментальных исследований достоверно установлена воз-

можность осуществления сепарации свободного зерна из очесанного вороха на сетчатом ячеистом полотне, смонтированном между наклонной камерой и молотильным устройством. При этом практическая реализация такого технического решения требует смещения молотильного барабана комбайна назад и укорачивания соломотряса (за ненадобностью) без нарушения его технологического процесса. Одним из резервов повышения сепарирующей способности сетчатого транспортера является увеличение размеров его ячеек. Дальнейшие исследования целесообразно сосредоточить на оптимизации размеров ячеек сетчатого полотна.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ожерельев В. Н., Никитин В. В. Стратегия совершенствования конструкции зерноуборочного комбайна // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 8. С. 39-43.

2. Жалнин Э. В. Уборка с очесом на корню: за и против // Сельский механизатор. 2013. № 8. С. 10-12.

3. БурьяновМ. А. Параметры и режимы процесса очеса зерновых культур навесной на комбайн жаткой : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Зерноград, 2011. 20 с.

4. Савин В. Ю. Обоснование рациональных параметров и режимов работы прицепного очесывающего устройства для уборки зерновых культур : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Воронеж, 2011. 22 с.

5. Мачихин С. А., Рындин А. А., Васильев А. М., Стрелюхина А. Н. Движение верхнего слоя зерновой смеси на вибрирующей рифленой поверхности // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018. Т. 80. № 4. С. 55-62. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-55-62

6. Федин М. А. Снижение потерь зерна за очесывающей жаткой комбайна, разработкой и применением ротора, оснащенного гребенками с тангенциальными каналами : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Пенза, 2018. 20 с.

7. Ожерельев В. Н., Никитин В. В. Энергоемкость выделения зерна из колоса // Техника в сельском хозяйстве. 2013. № 4. С. 22-24.

8. Хмелёва Е. В., Березина Н. А., Жуков В. Ю. Технологические решения по применению зерна полбы для производства зернового хлеба // Хлебопродукты. 2017. № 5. С. 50-55.

9. Ожерельев В. Н., Никитин В. В. Зерноуборочный комбайн: пат. 2631344 РФ. № 2016113476; заяв. 07.04.2016; опубл. 21.09.2017, Бюл. № 27.

10. Ожерельев В. Н., Никитин В. В., Алакин В. М., Становов С. Н. Исследование параметров очесанного зернового вороха // Техника в сельском хозяйстве. 2013. № 1. С. 7-9.

11. Шабанов Н. П. Разработка и обоснование устройства для сепарации очесанного зернового вороха в наклонной камере зерноуборочного комбайна : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Симферополь, 1997. 26 с.

12. Линниченко В. Т., Егорова С. В., Дроздова А. Ю. Совершенствование технологии переработки зерна полбы // Хлебопродукты. 2015. № 7. С. 62-63.

13. Ozherelyev V. V., Nikitin V. V., Belous N. M., Torikov V. E. Perspectives of grain pile separation before it enters the thresher // International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018. № 7 (2.13). P. 114-116.

14. Остриков А. Н., Афанасьев В. А., Мануйлов В. В. Разработка технологии зерновых хлопьев для комбикормов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017. Т. 79. № 1 (71). С. 15-21. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-15-21

15. Ермольев Ю. И., Лукинов Г. И. Моделирование технологической операции предварительной сепарации зернового вороха // Вестник Донского государственного технического университета. 2009. Т. 9. № 3 (42). С. 448-457.

16. Ожерельев В. Н., Никитин В. В. Наклонная камера зерноуборочного комбайна: пат. 2566015 РФ. № 2014135980/13; заяв. 03.09.2014; опубл. 20.10.2015, Бюл. № 29.

17. Ожерельев В. Н., Никитин В. В. Наклонная камера зерноуборочного комбайна: пат. 2577892 РФ. № 2014145875/13; заяв. 14.11.2014; опубл. 20.03.2016, Бюл. № 8.

18. Никитин В. В. Определение оптимальной длины днища наклонной камеры зерноуборочного комбайна при очесе // Сельский механизатор. 2018. № 5. С. 8-9.

19. Ожерельев В. Н. Никитин В. В., Комогорцев В. Ф. Влияние скорости плавающего транспортера на сепарирующую способность днища наклонной камеры // Тракторы и сельхозмашины. 2018. № 3. С. 39-44.

20. Ожерельев В. Н., Никитин В. В. Зерноуборочный комбайн: пат. 2677349 РФ. № 2018106422; заяв. 20.02.2018; опубл. 16.01.2019, Бюл. № 2.

21. Халанский В. М., Горбачев И. В. Сельскохозяйственные машины. М. : КолосС, 2003. 624 с.

22. Комбайн зерноуборочный самоходный КЗС-10К «ПАЛЕССЕ GS10». Инструкция по эксплуатации. 2013.231 с.

23. Клочков А. В., Попов В. А., Адась А. В. Комбайны зерноуборочные. Минск : Новик, 2000. 192 с.

24. Лурье А. Б., Громбчевский А. А. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. Л. : Машиностроение, 1977. 528 с.

Дата поступления статьи в редакцию 8.01.2018, принята к публикации 4.02.2019.

Информация об авторах: Ожерельев Виктор Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

профессор кафедры «Технические системы в агробизнесе, природообустройстве и дорожном строительстве» Адрес: Брянский государственный аграрный университет, 243365, Россия, Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино, ул. Советская 2а E-mail: vicoz@bk.ru Spin-код: 3423-0991

Никитин Виктор Васильевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технический сервис» Адрес: Брянский государственный аграрный университет, 243365, Россия, Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино, ул. Советская 2а E-mail: viktor.nike@yandex.ru Spin-код: 5246-6938

Кузюр Василий Михайлович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технический сервис» Адрес: Брянский государственный аграрный университет, 243365, Россия, Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино, ул. Советская 2а E-mail: cit@bgsha.com Spin-код: 4505-9405

Кузнецов Андрей Евгеньевич, главный инженер, ЗАО СП «Брянсксельмаш»

Адрес: Закрытое акционерное общество совместное предприятие «Брянсксельмаш», 241020, Россия,

г. Брянск, Московский проспект, 86

E-mail: info@bryanskselmash.ru

Заявленный вклад авторов:

Ожерельев Виктор Николаевич: общее руководство проектом, формулирование основной концепции исследования, окончательное редактирование текста.

Никитин Виктор Васильевич: сбор и обработка материалов, проведение экспериментов, подготовка первоначального варианта текста.

Кузюр Василий Михайлович: проведение экспериментов, статистическая обработка эмпирических данных. Кузнецов Андрей Евгеньевич: постановка научной проблемы статьи и определение основных направлений ее решения, обеспечение ресурсами.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

REFERENCES

1. Ozhereliev V. N., Nikitin V. V. Strategija sovershenstvovanija konstruktsii zernouborochnogo kombajna [The strategy for the improvement of the design of combine harvester], Traktoryisel'hozmashiny [Tractors and agricultural machinery], 2016, No. 8. pp. 39-43.

2. Zhalnin Je. V. Uborka s ochesom na kornju: za i protiv [Cleaning with tow standing: for and against], Sel'skij mehanizator [Rural machine operator], 2013, No. 8, pp. 10-12.

3. Bur'yanov M. A. Parametry i rezhimy processa ochesa zernovyh kul'tur navesnoj na kombajn zhatkoj [Parameters and modes of process of oches of grain crops hinged on the combine by a header. Ph. D. (Engineering) thesis]. Zernograd, 2011. 20 p.

4. Savin V. Ju. Obosnovanie ratsional'nyh parametrov i rezhimov raboty pricepnogo ochesyvajushhego ustro-jstva dlja uborki zernovyh kul'tur [Substantiation of rational parameters and operation modes trailed the combing device for harvesting grain crops. Ph. D. (Engineering) thesis]. Voronezh, 2011. 22 p.

5. Machyhin S. A., Ryndin A. A., Vasiliev A. M., Streljuhina A. N. Dvizhenie verhnego sloya zernovoj smesi na vibriruyushchej riflenoj poverhnosti [Movement of the top layer of the grain mixture on the vibrating grooved surface], Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhnologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies], 2018, Vol. 80, No. 4, pp. 55-62. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-55-62

6. Fedin M. A. Snizhenie poter' zerna za ochesyvajushhej zhatkoj kombajna, razrabotkoj i primeneniem rotora, osnashhennogo grebenkami s tangentsial'nymi kanalami [Reduction of losses of grain over the combing of the combine harvester, the development and application of a rotor, equipped with dies with tangential channels. Ph. D. (Engineering) thesis]. Penza, 2018. 20 p.

7. Ozhereliev V. N., Nikitin V. V. Energoemkost' vydelenija zerna iz kolosa [Energy intensity of grain extraction from the ear], Tehnika v sel'skomhozjajstve [Equipment in agriculture], 2013, No. 4, pp. 22-24.

8. Khmelova Ye. V., Berezina N. A., Zhukov V. Yu. Tekhnologicheskiye resheniya po primeneniyu zerna pol-by dlya proizvodstva zernovogo khleba [Technological solutions for the use of spelled grain for the production of grain bread], Khleboprodukty [Khleboprodukty], 2017, No. 5, pp. 50-55.

9. Ozherel'ev V. N., Nikitin V. V. Zernouborochnyj kombajn [Combine harvester]: patent 2631344 Ros-siyskayaFereratsiya. No. 2016113476; zajavleno 07.04.2016; opublikovano 21.09.2017, billjuten' No. 27.

10. Ozhereliev V. N., Nikitin V. V., Alakin V. M., Stanovov S. N. Issledovanie parametrov ochesannogo zernovogo voroha [Study of parameters oceanog grain heap], Tehnika v sel'skom hozjajstve [Technique in agriculture], 2013, No. 1, pp. 7-9.

11. Shabanov N. P. Razrabotka i obosnovanie ustrojstva dlja separatsii ochesannogo zernovogo voroha v naklonnoj kamere zernouborochnogo kombajna [Development and justification of the device for the separation of combed grain heap in the inclined chamber combine harvester. Ph. D. (Engineering) thesis]. Simferopol, 1997. 26 p.

12. Linnichenko V. T., Yegorova S. V., Drozdova A. Yu. Sovershenstvovaniye tekhnologii pererabotki zerna polby [Improving the processing technology of spelled grain], Khleboprodukty [Khleboprodukty], 2015. No. 7. pp.62-63.

13. Ozherelyev V. V., Nikitin V. V., Belous N. M., Torikov V. E. Perspectives of grain pile separation before it enters the thresher, International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018. No. 7 (2.13). pp. 114-116.

14. Ostrikov A. N., Afanasiev V. A., Manuilov V. V. Razrabotka tekhnologii zernovyh hlop'ev dlya kombi-kormov [Development of cereals for animal feed technology], Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhnologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies], 2017, Vol. 79, No. 1 (71), pp. 15-21. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-15-21

15. Yermoliev Yu. I., Lukinov G. I. Modelirovanie tehnologicheskoj operatsii predvaritel'noj separatsii zernovogo voroha [Modeling the technological operation of the preliminary separation of the grain pile], Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta [Bulletin of the Don State Technical University], 2009. Vol. 9. No. 3 (42). pp. 448-457.

16. Ozherel'ev V. N., Nikitin V. V. Naklonnaja kamera zernouborochnogo kombajna [Inclined camera combine harvester]: patent 2566015 Rossiyskaya Fereratsiya. No. 2014135980/13; zajavleno 03.09.2014; opublikovano

20.10.2015, billjuten' No. 29.

17. Ozherel'ev V. N., Nikitin V. V. Naklonnaja kamera zernouborochnogo kombajna [Inclined camera combine harvester]: patent 2577892 RossiyskayaFereratsiya. No. 2014145875/13; zajavleno 14.11.2014; opublikovano

20.03.2016, billjuten' No. 8.

18. Nikitin V. V. Opredelenie optimal'noj dliny dnishha naklonnoj kamery zernouborochnogo kombajna pri ochese [Determination of the optimal length of the bottom of the inclined chamber of the combine harvester with combing], Sel'skij mehanizator [Rural machine operator], 2018, No. 5, pp. 8-9.

19. Ozhereliev V. N. Nikitin V. V., Komogorcev V. F. Naklonnaja kamera zernouborochnogo kombajna [Inclined camera combine harvester], Vestnik Brjanskoj GSHA [Bulletin of the Bryansk state agricultural Academy], 2016, No. 3, pp. 65-69.

20. Ozherel'ev V. N., Nikitin V. V. Zernouborochnyj kombajn [Combine harvester]: patent 2677349 Ros-siyskaya Fereratsiya. No. 2018106422; zajavleno 20.02.2018; opublikovano 16.01.2019, billjuten' No. 2.

21. Khalansky V. M., Gorbachev I. V. Sel'skohozjajstvennye mashiny [Agricultural vehicles]. Moscow: KolosS, 2003. 624 p.

22. Kombajn zernouborochnyj samohodnyj KZS-10K «PALESSE GS10». Instruktsija po ekspluatatsii [A combine harvester self-propelled KZS-10K «PALESSE GS10». Operating instructions]. 2013. 231 p.

23. Klochkov A.V., Popov V. A., Adas A.V. Kombajny zernouborochnye [Combine harvesters]. Minsc: Novik, 2000. 192 p.

24. Lurie A. B., Grombchevsky A. A. Raschet i konstruirovanie sel'skohozjajstvennyh mashin [Calculation and design of agricultural machines]. Leningrad: Mashinostroenie, 1977. 528 p.

Submitted 8.01.2018; revised 4.02.2018.

About the authors:

Viktor N. Ozhereliev, Dr. Sci. (Agriculture), professor, professor of the chair «Technical systems in agribusiness, environmental engineering and road construction»

Address: Bryansk State Agrarian University, 243365, Russia, Bryanskiy region, Vygonichskiy district, Kokino, Sovetskaya Street 2A E-mail: vicoz@bk.ru Spin-Kog: 3423-0991

Viktor V.Nikitin, Ph. D. (Engineering), associate professor, associate professor of the chair «Technical service»

Address: Bryansk State Agrarian University, 243365, Russia, Bryanskiy region, Vygonichskiy district, Kokino,

Sovetskaya Street 2A

E-mail: viktor.nike@yandex.ru

Spin-Kog: 5246-6938

Vasiliy M. Kuzyur, Ph. D. (Engineering), associate professor, associate professor of the chair «Technical service» Address: Bryansk State Agrarian University, 243365, Russia, Bryanskiy region, Vygonichskiy district, Kokino, Sovetskaya Street 2A E-mail: cit@bgsha.com Spin-kod: 4505-9405

Andrey E. Kuznetsov, chief engineer ZAO SP «Bryanskselmash»

Joint stock company joint venture «Bryanskselmash», 241020, Russia, Bryansk, Moskovskiy Prospect, 86 E-mail: info@brjanskselmash.ru

Contribution of the authors:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Viktor N. Ozhereliev: managed the research project, developed the theoretical framework, writing the final text. Viktor V. Nikitin: collection and processing of materials, implementation of experiments, preparation of the initial version of the text.

Vasiliy M. Kuzyur: implementation of experiments, performed statistical processing of empirical data.

Andrey E. Kuznetsov: formulated the problem of the article and defined the main methods of solution, provision of

resources.

All authors have read and approved the final manuscript.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.