CC BY
1ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОГО МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ ОБМОЛОТА БОБОВЫХ КУЛЬТУР
А.Н. Цепляев, д.с.-х.н., В.Н. Павленко, к.т.н., Волгоградская ГСХА
От качества обмолота бобовых культур зависят основные агротехнические и экономические показатели. Дробление зерна вызывает снижение всхожести и вынужденный перерасход семян при посеве и загущении растений. К сожалению, еще не отработана методика изучения влияния макро- и микротравмирования семян не только на товарный выход, но и на генофонд сортов. Потери зерна приводят к снижению экономических показателей, резкому росту производственных, материальных, трудовых и энергетических ресурсов [1, 2].
На завершающем этапе полевых исследований нами изучалось комплексное влияние конструктивных, кинематических и технологических показателей молотильного аппарата. После серии поисковых опытов объектами завершающих экспериментальных исследований стали: 1) сочетание материалов рабочих элементов (деталей) бич - планка в молотильном аппарате: сталь - сталь (с.-с.); сталь - резина (с.-р.); резина - сталь (р.-с.); резина - резина (р.-р.); 2) влажность W семян в диапазонах, (%) 8-10; 11-13; 14-16; 17-20 при ненормированной температуре окружающей среды, а также пробный обмолот при температуре минус 5оС и определенной влажности; 3) частота вращения n молотильного барабана: n=300-600 мин-1 (начальный этап); n=700-950 мин-1 (заключительный этап); 4) подача хлебной массы в молотильный аппа-
рат от 5 до 6 кг/с. Конструктивные доработки молотильного аппарата заключались в замене рабочих элементов бич -планка, получении низкой (п<600 мин-1) частоты вращения молотильного барабана и варьировании подачей q.
На основании поисковых опытов и предварительных результатов экспериментальных исследований установлена следующая закономерность: а) наиболее качественный обмолот - при минимуме дробления Д и недомолоте Н - достигается при сочетании материалов рабочих элементов бич -планка в молотильном аппарате р.-р. и до некоторой степени с.-р.; б) по мере увеличения влажности W семян частота вращения п молотильного барабана должна повышаться до некоторых пределах, больше благоприятных сочетаний материалов, то есть р.-р. и с.-р. (табл. 1); в) молотильные зазоры на входе SE и на выходе SA должны быть несколько меньше по сравнению с менее влажным зерном по мере увеличения W (табл. 2); г) качество обмолота (Д, Н и основной показатель Е=Д+Н) зависит как от влажности W зерна, так и от сочетания материалов бич - планка, минимальный показатель Е зафиксирован при W=14-16% при сочетании материалов р.-р. (Е=0,2%) и с.-р. (Е=0,4%); эти показатели получены при соответствующем варьировании п и SE/SA;
1. Зависимость дробления и недомолота от зазоров в молотильном бараб ане и сочетания материалов
W=B-1G% W=11-13% W= 14-16% W=17-2G%
Материалы n, мин-1 SE, мм SA, мм n, мин-1 SE, мм SA, мм n, мин-1 Se, мм Sa, мм n, мин-1 SE, мм Sa, мм
C.-с. 4GG 34 1B 5GG 32 14 7GG 3G 14 B5G 3G 14
C-р. 45G 32 16 6GG 3G 14 7GG 3G 14 9GG 3G 14
Р.-с. 35G 32 16 5GG 3G 14 7GG 3G 14 B5G 3G 14
Р.-р. 45G 32 16 55G 3G 14 BGG 3G 14 95G 2B 12
2. Зависимость дробления и недомолота от сочетания материа-
лов и влажности
Ма- Показатели обмолота, %, при влажности W, %
териа W= =B-1G W= =11-13 W= =14-16 W=17-2G
лы Д Н Д Н Д 1 Н Д Н
C.-с. 1,2 G,9 G,9 1,G G,5 G,7 G,6 1,8
C-р. G,3 G,3 G,3 G,5 G,1 G,3 G,2 G,9
Р.-с. G,B 1,5 G,7 G,9 G,9 G,4 G,4 1,G
Р.-р. G,2 G,2 G,1 G,2 G,1 G,1 G,2 G,4
д) опыты показали явно выраженное влияние подачи q хлебной массы (от q=0,8 кг/с до q=1,0-2,0 кг/с) на качество обмолота, но более низкие Д и Н имеют место при сочетании материалов р.-р. и до некоторой степени с.-р. (табл. 3); е) при температуре окружающей среды -5оС в диапазоне п=300-600 мин-1 и при фиксированных W=14-16% и SE/SA=30/14 мм Д имеет минимум при сочетании материалов с.-р., а Н - при р.-р. (табл. 4).
3. Зависимость дробления и недомолота от подачи и сочетания материалов
Материалы
Показатели обмолота, % при подаче, кг/с
1,G 1,2 1,4 1,6 1,8 2,G
Д Н Д Н Д Н Д Н Д Н Д Н
C.-с. 1,G3 G,24 G,77 G,27 G,74 G,42 G,71 G,4G G,6G G,B5 G,66 1,G6
C-р. G,17 G,11 G,21 G,22 G,12 G,23 G,19 G,4G G,19 G,45 G,17 G,54
Р.-с. G,B G,26 G,7G G,35 G,66 G,36 G,6B G,69 G,55 1,14 G,6 1,27
Р.-р. G,G9 G,G5 G,G5 G,GB G,G5 G,15 G,G7 G,26 G,G7 G,33 G,G7 G,45
4. Изменение показателей обмолота от оборотов барабана и сочетания материалов
Материалы Показатели обмолота, %, при n барабана, мин-1
35 4GG 45G 5GG 55G 66G
Д Н Д Н Д Н Д Н Д Н Д Н
C.-с. - - G,2 2,5 G,6 1,7 1,G G,1 2,4 G,2 3,G G,1
C-р. - - G,1 1,4 G,1 1,2 G,4 G,6 G,B G,3 1,2 G,4
Р.-с. G,2 3,1 G,3 2,G 1,G 1,2 2,4 G,1 2,8 G,3 - -
Р.-р. G,1 2,3 G,2 G,5 G,2 G,2 G,6 G,1 1,G G,1 - -
Предварительные экспериментальные исследования показывают, что имеется группа наиболее важных показателей, от которых больше всего зависит качество обмолота, оцениваемое дроблением Д зерна и недомолотом бобов Н. Именно в такой последовательности для наглядности основные показа-
тели расположены на обобщенной гистограмме (рис.). От частоты п наиболее существенно зависит состояние всех составляющих обмолота: снижение и повышение п негативно влияют на основной показатель. В частности, и п, и S, и Д, Н, и Е являются функциями М и W. Влияние показателя S -
38
Плодородие №1*2009
This document was created using
Solid Converter PDF
To remove this message, purchase the product at www.SolidDocuments.com
молотильных зазоров естественно и не требует доказательств - по значимости он закономерно занимает четвертое место. На качество обмолота влияет и множество других вспомогательных показателей. К их числу отнесены: подача q хлебной массы, температура 1;оС окружающей среды и некоторые другие вспомогательные показатели, например частота вращения пв вентилятора, углы открытия жалюзи решет и т.п. Такие показатели не имеют самостоятельного значения, величина их условий значимости показана на обобщенной гистограмме.
Поиаъотьли
Рис. Обобщенная гистограмма показателей, влияющих на качество обмолота
Теперь в качестве заключительного этапа экспериментальных исследований рассмотрим комплексное влияние на качество обмолота основных показателей - конструктивных, кинематических и технологических. Критерии качества - дробление Д и потери Н зерна, %. Под потерями подразумевается недомолот - не обмолоченные и частично обмолоченные бобы, выброшенные из комбайна вместе с остатками разбитых и изломанных растений, обрушенных стручков, половы и т.п.
Для окончательной фиксации оптимальных значений основных показателей опыты разбиты на 4 группы по диапазонам влажности W зерна, указанных в таблицах 1 и 2. Для каждого диапазона W установлена своя частота п, по сравнению с таблицей 1 некоторые уточнения внесены в первый диапазон.
В каждой группе изучали все 4 сочетания материалов рабочих элементов бич - планка (показатель М). В отличие от таблицы 1 в каждой группе был общий расширенный диапазон показателя 8 - молотильных зазоров на входе и выходе: 8е/8а=28/12-34/18 мм. Следует подчеркнуть, что критерии качества Д и П были функцией показателя 8 (для каждого М) - при заданных для каждой группы опытов своего диапазона W и п.
Всесторонние исследования провели при уборке прямым комбайнированием бобовых комбайном СК-5А «Нива». Выявлено, что потери П и частично дробление Д семян существенно зависят от влажности W семян и показателя М. Наибольшие потери имеют место при низкой ^=8-10%) и высокой ^=17-20%) влажности зерна. Недопустимо высокие потери зафиксированы при тех же диапазонах W при сочетании материалов с.-с. и р.-с., а при высокой W и больших молотильных зазорах (8е/8а=34/18 (повышенные потери (П=2,7-3,5%) характерны и для остальных сочетаний материалов.
Минимуму критерия П<0,5% соответствует ряд показателей третьей группы опытов: W=14-16%; п=700-800 мин-1; 8е/8а=28/12-30/14 мм; сочетания материалов р.-р. и с.-р., а критерия Д<0,25% - те же условия, но 8е/8а=32/16-34/18 мм. Заслуживают внимания и некоторые показатели второй груп-
пы: П<0,7% при 8е/8а=28/12 мм, р.-р. и с.-р.; Д<0,2% при 8е/8а=30/1-34/18 мм и тех же показателях М; в той же группе W=11-13%; п=500-600 мин-1.
Анализ полученных данных выявил определенные противоречия: в благоприятных второй и третьей группах при уменьшении показателя 8 критерий П снижается до приемлемых значений, а критерий Д наоборот повышается. Компромиссными являются следующие значения показателя 8 - молотильные зазоры на входе 8а= 30-32 мм; на выходе 8е= 1416 мм. При сочетании материалов бич - планка, которые положительно проявляют себя при любых режимах работы и других показателях (р.-р. и с.-р.), группы опытов 2 и 3 примерно равнозначны. Но наряду с явными критериями качества П и Д рассматривалось также микротравмирование семян, которое при влажности <10 и >20% достигает запредельной величины 48,7-54,9%. Данный качественный критерий имеет минимум при W=15%. Частота вращения п барабана недостаточна, ее следует несколько увеличить - это опровергает цитировавшиеся рекомендации о целесообразности низкой («мягкой») частоты п. Высокие потери (до 6%) в четвертой группе подсказывают, что здесь п наоборот завышена. Таким образом, частота п во все диапазоне влажности - от 8 до 20% - должна находиться в пределах 500-850 мин-1.
При определении оптимальной частоты вращения барабана целесообразно учитывать не только наилучшую для обмолота влажность зерна 14-16%, но и принимать во внимание приемлемые показатели качества во второй группе п=500-600 мин-1 и, следовательно, возможность обмолота нута при W<14%. Тогда оптимальный диапазон частоты вращения п молотильного барабана будет расширен и составит 600-800 мин-1.
Таким образом, при комплексном влиянии конструктивных, кинематических и технологических показателей бильно-го молотильного аппарата комбайна СК-5А «Нива» с учетом доработки рабочих элементов бич - планка, оптимальные значения главных показателей следующие: 1) п=600-800 мин-1; 2) М - р.-р. и с.-р.; 3) W=14-16%; 4) 8а=30-32 мм, 8е=14-16 мм. Для сравнения: без доработки молотильного аппарата п=600 мин-1; 8е=30-31 мм, 8а=14-15 мм, что является существенной разницей в частоте вращения молотильного барабана.
После этого приходили к разгадке «обоснованности» многочисленных рекомендаций о необходимости «мягкой» работы молотильного аппарата при уборке бобовых - при п=300-500 мин-1, но, главным образом, при п= 400-450мин-1. Это объясняется следующим: при отсутствии эластичных деталей на рабочих элементах бич - планка дробление Д зерна действительно снижается при уменьшении п. Об этом имеются данные и в некоторых наших опытах.
Подобные данные можно найти и в других источниках, если не учитывать другой важнейший критерий качества - недомолот Н или потери П зерна. С учетом этого критерия приходится искать компромисс, при этом п необходимо увеличивать по крайней мере до 600 мин-1. Это вызвано тем, что с увеличением п потери снижаются. И вновь приходим к выводу, что главные показатели и критерии качества обмолота должны изучаться комплексно. Литература
1. Балашов В.В., Павленко В.Н. Влияние режимов работы молотильного аппарата на механические повреждения семян нута. Сб. научных статей. Волгоград, 1991, с. 80 - 83. 2. Павленко В.Н., Петров Н.Ю., Мельников А.В. Технологии и средства возделывания нута. Волгоград, 2003.
Плодородие №1*2009
39
This document was created using
Solid Converter PDF
To remove this message, purchase the product at www.SolidDocuments.com
