CC BY
2
Vestnik of OmskSAU, 2022, no. 4(48)
ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS
Научная статья УДК 631.354
DOI 10.48136/2222-0364 2022 4 188
Конструктивные параметры очёсывающей жатки для уборки зерновых культур в условиях Западной Сибири
Р.В. Даманский
Омский аграрный научный центр, Омск, Россия
Аннотация. Приведена попытка повышения качества уборки зерновых культур. Установлено, что чистота и качество их уборки во многом зависят от оптимизации технологического процесса и сроков выполнения технологической операции. Рассмотрена технология уборки зерновых культур методом очёса на корню. Режим работы и конструктивные параметры ротора очёсывающей жатки непосредственно влияют на качество уборки зерновых культур. Изучено влияние интервала высоты выращиваемой культуры на процент потери семян в процессе уборки. При теоретическом исследовании конструктивных параметров рабочих органов жатки предпринята попытка изучения процесса очёса зерен на корню очёсывающими гребенками с целью определения оптимальных размеров радиуса очёсывающего ротора. Для оценки оптимальных размеров необходимо определить ряд параметров: угол начала и угол окончания процесса очёса относительно расположения зубьев гребенки. Рассчитан путь, пройденный комбайном в момент захвата гребенки в процессе очёса. Приведены зависимости угла начала и окончания процесса очёса при полном захвате и снятии зерновой массы гребенкой. Полученные зависимости позволяют снизить вероятность забивания стеблей выращиваемых культур между зубьями. Вывод проведенного теоретического анализа: для качественного снятия зерен со стебля величина участка стебля, взаимодействующего с гребенкой ротора, должна быть больше участка, на котором расположены зерна. Расчетные значения конструктивных параметров очёсывающего ротора позволили определить расчетные углы начала и окончания процесса очёсывания и оптимальное значение радиуса очёсывающего ротора.
Ключевые слова: жатка, очёсывающий ротор, обтекатель, зубья гребенки Original article
Design parameters of a stripper header for harvesting grain crops in the conditions of Western Siberia
R.V. Damanskij
Omsk Agrarian Research Center, Omsk, Russia
Abstract. The article presents an attempt to improve the quality of grain harvesting. It is known that purity and quality of harvesting grain crops largely depend on optimization of a process and the timing of a unit operation. The technology of harvesting grain crops by the method of stripping on the root was considered. The
© Даманский Р.В., 2022
Vestnik of OmskSAU, 2022, no. 4(48) PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS
operating mode and design parameters of a stripping header rotor directly affect the quality of grain harvesting. Influence of a cultivated crop height interval on the percentage of seed loss during harvesting was considered. During theoretical studies of the stripping header elements design parameters, we made an attempt to study the process of stripping grains with stripper fingers in order to determine the optimal radius of the stripping rotor. To estimate the optimal stripping rotor radius, it is necessary to determine a number of parameters: the start angle and the end angle of the stripping process relative to the location of the stripper fingers. A path traveled by the harvester at the moment of capturing the stripper fingers in the process of stripping is calculated. The dependences of the angle of beginning and end of the stripping process are given for the complete capture and removal of the grain mass by the stripping fingers. The obtained dependences allowed reducing the chances of clogging the striper fingers with stems of the cultivated crops. The theoretical analysis allowed concluding that for effective removal of grains from the stem, the stem area interacting with the stripper fingers should be greater than the area where the grains are located. The calculated design parameters of the stripping rotor allowed determining the angles of the beginning and the end of the stripping process and the estimated stripping rotor radius.
Keywords: header, stripping rotor, deflector, stripper fingers
Введение
Чистота и качество уборки зерновых культур во многом зависят от оптимизации технологического процесса и сроков выполнения операции. С целью повышения чистоты и качества уборки в технологическом процессе применяется метод очёса растений на корню установленной на зерноуборочный комбайн жаткой очёсывающего типа [1; 2]. Качество уборки жаткой данного типа непосредственно зависит от режима работы и конструктивных параметров очёсывающего ротора [1].
В условиях Западной Сибири высота пшеницы - в диапазоне от 0,71 до 1,08 м. С увеличением диапазона высоты стебля увеличивается процент потери семян при уборке [3; 4].
С целью снижения процента повреждения и потерь зерен необходимо установить качественную связь конструктивных параметров рабочего органа жатки, технологического процесса режима работы очёсывающего ротора и видов выращиваемой культуры [5; 6]. Теоретическое исследование проведено на конструкции жатки для прямого ком-байнирования.
Материалы и методы исследования
Одними из главных конструктивных параметров рабочего органа представленного типа жаток являются гребенки и диаметр очёсывающего ротора [7]. При теоретическом рассмотрении процесса очёса зерен на корню для определения оптимальных размеров радиуса очёсывающего ротора R0 возникает необходимость в определении углов при начале ун и окончании ук этого процесса относительно расположения зубьев гребенки [8-10]. С учетом условия, согласно которому зазор между обтекателем и ротором должен быть минимальным, угол в начале процесса очёса ун должен быть равен значению [11-13]:
Ун > 90° - (3М- ф2), (1)
где д - угол захвата стеблей зубьями очёсывающей гребенки, град; ф - угол наклона стеблей относительно вертикальной линии, град; ун - угол в момент начала очёса, град.
В момент захвата гребенки в процессе очёса за время t комбайн пройдет путь S.
Угол ук в процессе полного захвата гребенки, при котором происходит снятие зерновой массы, определен согласно формуле
Ук > 90° - (3д + ф2). (2)
Vestnik of Omsk SA U, 2022, no. 4(48) PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS
При этом условии снижается вероятность заклинивания стеблей растения в полости боковых поверхностей гребенки tn [14-16] (рисунок).
Принципиальная схема работы очёсывающего ротора: Vm - поступательная скорость агрегата, м/с; 1з - интервал расположения зерен по высоте, м; Ф - угол наклона стебля, град; ун - угол начала процесса очёса, град; ук - угол окончания процесса очёса, град; R0 - радиус очёсывающего ротора, м; R - радиус очёсывающего ротора по гребенкам, м; ш - угловая скорость очёсывающего ротора, м/с; S - расстояние, пройденное комбайном
за единицу времени t
Результаты исследования и заключение
По полученным при теоретическом расчете значениям: угла начала процесса очёса ун, угла окончания процесса очёса ук и ширины участка расположения зерен 1з определяем радиус очёсывающего ротора R0
До =-(3)
COS/jj + Sin/k
где 1з - интервал расположения зерен по высоте, м; До - радиус очёсывающего ротора, м. Таким образом, исходя из средней высоты участка 1з расположения зерен на стеблях, полученные при расчете значения позволили установить:
- расчетный угол начала процесса очёсывания ун = 25°;
- расчетный угол окончания процесса очёсывания у к = 107°;
- расчетное значение очёсывающего радиуса ротора R0 = 0,29 м.
Согласно проведенному теоретическому анализу следует вывод: для эффективного очёса зерен со стебля величина участка стебля, который взаимодействует с гребенкой ротора, должна быть больше участка, на котором расположены зерна.
Список источников References
1. Демчук Е.В., Щербакова А.Г., Сою- 1. Demchuk E.V. et al. Criteria for optimizing
нов А.С. Критерии оптимизации технологии посе- the technology of sowing grain crops. Nauchnoe i tex-
Vestnik of OmskSAU, 2022, no. 4(48) PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS
ва зерновых культур // Научное и техническое обеспечение АПК, состояние и перспективы развития, Омск, 28 апреля 2016 года. Омск. 2016. С. 7-10.
2. Мяло В.В., Демчук Е.В., Союнов А.С., Голованов Д.А. Совершенствование орудий для влагосберегающей обработки почвы // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 1. С. 52-54.
3. Чекусов М.С., Кем А.А., Михальцов Е.М., Шмидт А.Н., Даманский Р.В. Возделывание пшеницы в зависимости от способа посева и внесения азотных удобрений // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2022. Т. 52. № 1. С. 90-99. DOI 10.26898/0370-8799-2022-1-10.
4. Михальцов Е.М., Даманский Р.В. О повышении эффективности эксплуатации тракторов в сельском хозяйстве // Перспективные технологии в аграрном производстве: человек, «цифра», окружающая среда (AgroProd 2021) : материалы Меж-дунар. науч.-практ. конф. Омск, 28 июля 2021 года. Омск : Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, 2021. С. 317-321.
5. Канделя М.В., Канделя Н.М., Земляк В.Л., Бумбар И.В. Пути совершенствования технологии уборки зерновых культур и сои // Дальневосточный аграрный вестник. 2019. № 2(50). С. 98-109. DOI 10.24411/1999-6837-2019-12027.
6. Чекусов М.С., Михальцов Е.М., Кем А.А., Шмидт А.Н., Даманский Р.В. Тракторы и комбайны в сельском хозяйстве Омской области // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2021. № 4(44). С. 251-260. DOI 10.48136/ 2222-0364_2021_4_251.
7. Карбаинов А.Н., Мосяков М.А. Аналитическая модель конструктивных параметров очёсывающей жатки для уборки зерновых культур // Вестник Кемеровского государственного аграрного университета. 2020. № 3(39). С. 176-181. DOI 11. 59067/2222-0273_2020_3_176.
8. Рудой Д.В., Пахомов В.И., Камбулов С.И., Ольшевская А.В., Золотов С.А., Мальцева Т.А. Применение метода очёса в технологии уборки многолетних зерновых колосовых культур ранних фаз спелости // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2022. № 180. С. 214-224. DOI 10.21515/1990-4665-180-013.
9. Мяло В.В., Демчук Е.В., Союнов А.С., Голованов Д.А. Совершенствование орудий для влагосберегающей обработки почвы // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 1. С. 52-54.
10. Кобяков И.Д., Евченко А.В., Демчук Е.В., Союнов А.С. Машины и оборудование в растениеводстве : курс лекций. Омск. 2012. 120 с.
11. Korn G.A. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review. New York : General Publishing Company, 2000. С. 1151.
12. Soyunov A.S., Prokopov S.P., Zaripo-va N.A., Golovin Yu.A., Abdylmanova R.K. Investi-
nicheskoe obespechenie APK, sostoyanie i perspektivy razvitiya. Omsk, 28 aprelya 2016 goda. Omsk SAU. 2016; 7-10. (In Russ).
2. Myalo V.V. et al. Improvement of implements for moisture-saving tillage. Dostizheniya nauki i texniki APK = Achievements of Science and Technology of AIC. 2015;29(1):52-54. (In Russ).
3. Chekusov M.S. et al. Cultivation of wheat depending on the method of sowing and application of nitrogen fertilizers. Sibirskij vestnik selOskoxo-zyajstvennoj nauki = Siberian Herald of Agricultural Science. 2022;52(1):90-99. DOI 10.26898/0370-87992022-1-10. (In Russ).
4. MixalDczov E.M., Damanskij R.V. On Improving the Efficiency of Tractor Operation in Agriculture. Perspektivnye texnologii v agrarnom proiz-vodstve: chelovek, "cifraD, okruzhayushhaya sreda (AgroProd 2021) : materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Omsk, 28 iyulya 2021 goda. Omsk : Omsk SAU. 2021; 317-321. (In Russ).
5. Kandelya M.V. et al. Ways to improve the technology of harvesting grain crops and soybeans. DalOnevostochny^j agrarny^j vestnik = Far Eastern State Agrarian Universit. 2019;2(50):98-109. DOI 10.24411/1999-6837-2019-12027. (In Russ).
6. Chekusov M.S. et al. Tractors and combines in agriculture of the Omsk region. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Omsk SAU. 2021 ;4(44):251 -260. DOI 10.48136/2222-0364_2021_4_251. (In Russ).
7. Karbainov A.N., Mosyakov M.A. Analytical model of the design parameters of the stripping header for harvesting grain crops. Vestnik Kemerovskogo go-sudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Kemerovo SAU. 2020;3(39):176-181. DOI 11.59067/ 2222-0273_2020_3_176. (In Russ).
8. Rudoj D.V. et al. Application of the tow method in the technology of harvesting perennial cereal crops of early ripeness phases. Politematicheskij sete-voj elektronny'j nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Kuban SAU. 2022;180:214-224. DOI 10.21515/19904665-180-013. (In Russ).
9. Myalo V.V. et al. Improvement of implements for moisture-saving tillage. Dostizheniya nauki i texniki APK = Achievements of Science and Technology of AIC. 2015;29(1):52-54. (In Russ).
10. Kobyakov I.D. et al. Machinery and equipment in crop production. Omsk. 2012. 120 s. (In Russ).
11. Korn G.A. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review. New York : General Publishing Company, 2000; S. 1151.
12. Soyunov A.S. et al. Investigation of Moving Flat Hexagonal Disk Attachment. IOP Conf. Ser. : Mater. Sci. Eng. 582. 2019; 012037.
13. Demchuk E.V. et al. On the issues of improving the technology of sowing grain crops. Trak-
Vestnik of OmskSAU, 2022, no. 4(48) PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS
gation of Moving Flat Hexagonal Disk Attachment. IOP Conf. Ser. : Mater. Sci. Eng. 582. 2019; 012037.
13. Демчук Е.В., Голованов Д.А., Янковский К.А. К вопросам совершенствования технологии посева зерновых культур // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 6. С. 45-48.
14. Демчук Е.В., Союнов А.С. Совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2016. № 2(22). С. 242-246.
tory i selOxozmashiny = Tractors and agricultural machinery. 2016;6:45-48. (In Russ).
14. Demchuk E.V. Soyunov A.S. Improving the technology of cultivation of agricultural crops. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Omsk SAU. 2016;2(22):242-246. (In Russ).
Для цитирования: Даманский Р.В. Конструктивные параметры очёсывающей жатки для уборки зерновых культур в условиях Западной Сибири // Вестник Омского ГАУ. 2022. № 4 (48). С. 188-192. DOI 10.48136/2222-0364_2022_4_188.
Информация об авторах
Даманский Роман Викторович, науч. сотр., damanskiy@anc.ru.
Статья поступила в редакцию 20.09.2022.
For citation: Damanskij R.V. Design parameters of a stripper header for harvesting grain crops in the conditions of Western Siberia. Vestnik of Omsk SAU. 2022;4(48):188-192. DOI 10.48136/2222-0364_2022_4_188.
Information about the authors
Damanskij Roman V., Researcher, damans-kiy@anc.ru.
The article was submitted 20.09.2022.
