CC BY
36
УДК 631.355.3
ИЗУЧЕНИЕ УДАРА ПОЧАТКА КУКУРУЗЫ В КУКУРУЗОУБОРОЧНОЙ ЖАТКЕ
Труфляк Евгений Владимирович к.т.н., доцент
Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия
В статье показаны результаты экспериментальных исследований определения допустимого ударного импульса початка кукурузы при его отрыве в кукурузоуборочной жатке. В результате экспериментальных исследований выбрано оптимальное сочетание исследуемых факторов.
Ключевые слова: КУКУРУЗОУБОРОЧНАЯ МАШИНА, СТРЕППЕРНЫЙ ПОЧАТКООТДЕЛЯЮЩИЙ АППАРАТ,
УДАР ПОЧАТКА
Для определения допустимого ударного импульса початка кукурузы о початкоотделяющие пластины кукурузоуборочной жатки нами была разработана специальная установка (рисунок 1).
В основу определения ударного импульса положено выражение
^А ]оп = ^п Шп, (1)
где ^А (|ДОп - допустимый ударный импульс, под действием которого повреждение початка находится в пределах агротребований, Н-с; уп -скорость удара початка по початкоотделяющим пластинам, м/с; шп - масса початка, кг
Скорость соударения початка с пластиной определялась
УП = -РЛд , (2)
где ИпАд - высота падения початка, м
UDC 631.355.3
STUDY OF CORN COMBS STRIKE IN CORN-HARVESTERS
Tryflyak Eugeny Vladimirovich Cand. Tech. Sci., associate professor
Kuban State Agrarian University Krasnodar, Russia
Results of experimental researches of determination of an available strike impulse of corn combs under its separation in a corn harvester were shown in the article. The optimal combination of researched factors was chosen in the result of experimental researches.
Key words: CORN HARVESTER, STREPPER, CORN COMB STRIKE.
а б
Рисунок 1 - Установка для определения допустимого ударного импульса: а - вид спереди; б - вид слева; 1,2 - опоры; 3 - основание; 4 -вертикальная стойка; 5 - наклонная стойка; 6 - початкоотделяющие пластины; 7 - рамка; 8 - держатель; 9 - труба
Установка смонтирована на двух опорных швеллерах (позиции 1 и 2), на которых установлены два основания 3, не связанные между собой и закрепленные в пазах швеллеров 1 и 2 (рисунок 2).
К основанию 3 с помощью болтов крепятся два уголка -вертикальная 4 и наклонная 5 стойки, образующие треугольную рамку.
К верхнему звену 5 с помощью болтов крепятся початкоотделяющие пластины, заимствованные с комбайна КСКУ-6 (рисунок 3).
а б
Рисунок 2 - Передняя и задняя опоры, на которых закреплены
основания
а б
Рисунок 3 - Крепление початкоотделяющих пластин
Угол наклона регулировался за счет отверстий в вертикальной стойке 4 и пазов в наклонной стойке 5 (рисунок 4). Над
початкоотделяющими пластинами установлена рамка 7, к которой крепится отрезок трубы - держатель 8. В последний вставляется труба 9, служащая для направленной подачи початков (рисунок 5). Для контроля высоты падения служат контрольные отверстия, выполненные в трубе 9.
Рисунок 4 - Регулировка угла Рисунок 5 - Регулировки высоты наклона пластин установки трубы
Применительно к данной установке разработана методика проведения исследований. Методика предусматривала определение допустимого ударного импульса в соответствии с исходными требованиями на базовые машинные технологические операции по уборке зерновых культур [1] и ОСТом 10 8.13-99 (Машины для уборки и первичной обработки кукурузы) [2] при различной влажности зерна початков.
Экспериментальные исследования проводились с использованием початков 13 гибридов кукурузы всех групп спелости, районированных в Краснодарском крае.
Установка для изучения допустимого ударного импульса была отрегулирована следующим образом:
1. Угол наклона пластин 33о.
2. Расстояние между пластинами 20 мм.
3. Вертикальная труба устанавливалась в средней части пластин.
Взвешенный початок обвязывали веревкой и опускали в вертикальную трубу на заданную высоту. Затем резко отпускали веревку, и початок совершал свободное падение, ударяясь о пластины и скатываясь в ящик. После этого определялось количество вышелушенных зерен (рисунок 6).
Рисунок 6 - Методика определения допустимого ударного
импульса
Изучали влияние трех факторов на вышелушивание (Ув) и повреждение зерна (Уп): количество листьев обертки початка (Х1); ударный импульс початка о стрепперные пластины (Х2); влажность зерна
В качестве математической модели функции отклика выбрали полином второго порядка:
где Ь0, Ь-ь Ьу, Ьц - коэффициенты регрессии; Х[, - кодированные значения
факторов
Обработку экспериментальных данных проводили методом наименьших квадратов.
По критерию Кохрана проверяли однородность ряда дисперсий:
Результаты обработки полученных экспериментальных данных по всем исследуемым гибридам для вышелушивания и повреждения зерна представлены в таблицах 1 и 2. Здесь показаны полученные коэффициенты регрессии и параметры оптимизации, как по отдельным гибридам кукурузы и группам спелости, так и в целом.
(Х3).
і = 1 І < ] і =1
(3)
(4)
где ^2 - наибольшая в ряду дисперсия
и тах
Ряд дисперсий считается однородным, если О расч < О табл.
Таблица 1 - Результаты оптимизации влияния количества листьев початка, ударного импульса початка о початкоотделяющие
пластины и влажности зерна на вышелушивание зерна
Коэффициенты регрессии Гибриды кукурузы
Раннеспелый Среднеранний Среднеспелые Среднепоздние е 2 п е п е н з о В
03 I- ч ^ го и II м & о ^ Рч Краснодарский 295 МВ Краснодарский 331 МВ й и к * ^ о2 х во с3 а р К Краснодарский 389 МВ Краснодарский 500 МВ Краснодарский 510 МВ Краснодарский 620 МВ Краснодарский 629 МВ Краснодарский 632 МВ
Ьо і4,205 і0,8з8 -2,96з і2,зз 5,іі2 4,6 із,869 8,792 іі,948 7,04і
Ъ1 -з,794 -8,2з5 -0,і2і -2,50з -4,5з6 -4,477 -8,448 -7,665 і,і59 -5,79
Ь2 -і,656 0,525 2,з68 -з,88і -з,2з4 5,578 і,905 -і,479 5,406 5,956
Ьз -8,з5і -6,4і9 -і0,585 -іі,075 -9,765 -4,748 -6,562 -іі,з44 2,55 2,97і
Ь12 -і0,548 -0,989 -з,зі9 -8,069 -6,689 -2,із5 -і2,і47 -4,04з і8,24і -0,82
Ьіз іі,829 9,749 -4,і6з -4,з7з -і4,685 і2,065 6,9і2 і4,787 9,496 20,988
Ь23 -5,20з 2,754 5,з29 -6,756 і7,і8 -6,72і -7,іі7 6,і69 2,704 -і5,і9
Ьіі 2,з40 з,862 6,45з -з,85 0,і2з -з,55 іі,602 0,778 з,59з -0,77з
Ь22 з,58і -0,565 0,2з8 -і5,444 і,494 6,05і -5,9іі з,зз2 0,695 6,9іі
Ьзз -8,405 -7,242 із,768 0,з54 і4,56з 2,8зз -з,і82 9,55і 7,4з8 9,465
Параметры оптимизации
Хі з шт. 9 шт. і4 шт. 2 шт. 2 шт. 6 шт. 8 шт. 6 шт. 6 шт. 7 шт.
^2 0,90 Нс 2,49 Нс 6,08 Нс 2,08 Нс і,98 Нс 2,25 Нс 2,55 Нс 2,42 Нс 2,45 Нс 2,40 Нс
Хз і9 % 26 % 26 % з7 % і9 % 2з % 20 % 27 % 20 % 2і %
У* 20 шт. 7 шт. з шт. 0 шт. і0 шт. з шт. із шт. 5 шт. і2 шт. 8 шт.
В среднем по группе спелости
Хі з шт. 9 шт. 6 шт. 7 шт. 6 шт.
Х2 0,90 Нс 2,49 Нс з,з8 Нс 2,4 Нс 2,42 Нс
Хз і9 % 26 % 27 % 22 % 2з %
У* 20 шт. 7 шт. 4 шт. 8 шт. 8 шт.
В среднем по исследуемым гибридам
Хі 6 шт.
Х2 2,32 Нс (1,95 Нс - с учетом направления движения стебля)
Хз 23 %
У* 9 шт.
Анализируя экспериментальные данные можно рекомендовать, что бы при уборке кукурузы на зерно на початке было не менее 6 оберточных листьев. Влажность зерна должна быть не менее 23 %.
Значение ударного импульса с учетом направления движения стебля для изученных гибридов, при котором вышелушивание початков будет находиться в пределах допустимого значения составляет 1,95 Нс.
Для среднего початка массой X = 0,28 кг с учетом предельного размаха колебаний X+2Б = 0,28+2-0,052 = 0,18... 0,38 кг (в области X+2Б лежит 95,46% всех наблюдений/) и пробуксовывания стебля по вальцам
= 0,1 скорость вальцов будет составлять Ув = 4,62...9,75 м/с, а частота вращения вальцов - п = 929.1961 мин-1.
При таких условиях вышелушивание зерна должно удовлетворять агротребованиям.
Таблица 2 - Результаты оптимизации влияния количества листьев початка, ударного импульса початка о початкоотделяющие ________пластины и влажности зерна на повреждение зерна_____
Коэффициенты регрессии Гибриды кукурузы
Раннеспелый Среднеранний Среднеспелые Среднепоздние е ы л е п и е н з о В
03 I- Ч ^ го и II М & о ^ Р Краснодарский 295 МВ Краснодарский 331 МВ й и к аВ ч ^ о2 ж вс с3 а р К Краснодарский 389 МВ й и к аВ о о д о с5 а р К Краснодарский 510 МВ Краснодарский 620 МВ Краснодарский 629 МВ Краснодарский 632 МВ
Ьо 1,699 4,624 0,509 1,842 1,45 0,119 -0,026 0,849 0,513 0,233
Ьі -0,735 3,347 6,858 -0,902 0,184 0,477 0,066 0,419 -0,396 0,006
Ь2 -1,545 -1,72 -4,943 -0,113 -0,695 0,531 0,058 -0,267 -1,127 -0,413
Ьз 2,227 -1,1 -1,977 -0,722 0,52 -0,591 0,00224 0,506 0,97 -0,571
Ь12 0,319 -6,85 -0,232 0,605 -2,257 -0,862 0,218 -0,318 -2,417 -0,27
Ьіз -1,331 3,28 6,38 -2,559 0,579 -1,804 -0,405 0,75 1,015 -0,463
¿23 -1,229 9,327 -8,178 0,722 1,913 1,45 -0,418 1,189 -0,972 0,188
¿11 0,867 1,717 0,209 2,763 -0,46 1,082 0,186 -1,596 0,515 -0,45
¿22 1,056 -7,413 4,708 -3,532 -0,192 1,134 0,068 -1,152 0,678 1,427
¿33 -0,984 0,858 3,451 2,142 -1,621 -0,197 0,137 1,503 -0,708 -0,264
Параметры оптимизации
*1 7 шт. 4 шт. 14 шт. 9 шт. 6 шт. 4 шт. 6 шт. 5 шт. 4 шт. 13 шт.
Х2 3,16 Нс 2,75 Нс 2,34 Нс 2,34 Нс 2,14 Нс 2,21 Нс 2,85 Нс 2,31 Нс 1,97 Нс 3,05 Нс
*3 30 % 27 % 14 % 25 % 23 % 21 % 23 % 23 % 22 % 12 %
1 шт. 3 шт. 6 шт. 2 шт. 1 шт. 0 шт. 0 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт.
В среднем по группе спелости
Х1 7 шт. 4 шт. 10 шт. 5 шт. 7 шт.
*2 3,16 Нс 2,75 Нс 2,27 Нс 2,53 Нс 2,44 Нс
Х3 30 % 27 % 21 % 22 % 19 %
1 шт. 3 шт. 3 шт. 0 шт. 1 шт.
В среднем по исследуемым гибридам
Х1 7 шт.
*2 2,63 Нс (2,21 Нс - с учетом направления движения стебля)
Х3 24 %
2 шт.
Анализируя экспериментальные данные по количеству поврежденных зерен можно рекомендовать, что бы при уборке кукурузы на зерно на початке было не менее 7 оберточных листьев. Влажность зерна должна быть не менее 24 %. Эти данные практически совпадают с полученными ранее по количеству вышелушенных зерен (таблица 3).
http://ej.kubagro.ru/2008/08/pdf/13.pdf
Научный журнал КубГАУ, №42(8), 2008 года
Значение ударного импульса с учетом направления движения стебля для изученных гибридов, при котором вышелушивание и повреждение початков будет находиться в пределах допустимого значения составляет 2,08 Нс.
Для среднего початка массой X = 0,28 кг с учетом предельного размаха колебаний X ±28 = 0,28+2-0,052 = 0,18...0,38 кг и
пробуксовывания стебля по вальцам =0,1 скорость вальцов будет составлять Ув = 4,62.9,75 м/с, а частота вращения вальцов - п = 991.2092 мин-1. А в среднем это составляет 1500 мин-1.
При таких условиях вышелушивание и повреждение зерна должно удовлетворять агротребованиям.
Список литературы
1. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве / Под. рук. В.И. Анискина, А.А. Артюшина. - М.: ФГНУ “Росинформагротех”, 2005.
2. ОСТ 10 8.13-99. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки и первичной обработки кукурузы. Методы оценки функциональных показателей - Взамен ОСТ10 8.13-91; Введ. 15.04.2000. - М.: Минсельхозпрод России, 2000. - 58 с.
