CC BY
6
Ирина Александровна Петунина, доктор технических наук, petunina1960@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-9267-2231
Сергей Георгиевич Руднев, старший преподаватель, donsergio38@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-2646-372X
Valery V. Tsybulevsky, Candidate of Technical Sciences, valera-1913@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-9082-7199
Irina A. Petunina, Doctor of Technical Sciences, petunina1960@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-9267-2231
Sergey G. Rudnev, senior lecturer, donsergio38@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-2646-372X
Вклад авторов: Цибулевский В.В. - написание исходного текста; Петунина И.А. - научное руководство; Руднев С.Г. - итоговые выводы. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: Tsibulevsky V.V. - writing the original text; Petunina I.A. - scientific guidance; Rudnev S.G. - final conclusions. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 18.03.2022; одобрена после рецензирования 04.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 18.03.2021; approved after reviewing 04.04.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-
Научная статья
УДК 631.354.2
Конвейерная очистка для комбайна с традиционной компоновкой рабочих органов
Аламахад Дошаевич Бекаров, Алий Халисович Габаев
Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет, Нальчик, Россия
Аннотация. Исследована конвейерная очистка, смонтированная в комбайне с традиционными рабочими органами (бильное МСУ, клавишный соломотряс), в котором на очистку поступает ворох с максимальной засорённостью 15 - 20 %. Показатели конвейерной очистки оказались в пределах, а в некоторых случаях выше агротехнических требований, предъявляемых к зерноуборочным комбайнам. В конвейерной очистке для активизации процесса сепарации зернового вороха предложено использование пассивного вибратора, который создаёт малоамплитудные колебательные движения (вибрации) отдельных участков рабочей ветви конвейерного решета. Такие колебания не оказывают заметного влияния на остов комбайна, но обеспечивают свое назначение - активизацию процесса сепарации. Такие вибрации возникают при контакте роликов несущей цепи конвейерного решета и роликов вибратора.
Ключевые слова: комбайн, очистка, ворох, потери, конвейер, соломотряс, производительность, эффективность.
Для цитирования: Бекаров А.Д., Габаев А.Х. Конвейерная очистка для комбайна с традиционной компоновкой рабочих органов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 113 - 116.
Original article
Conveyor cleaning for a combine with a traditional piece of working bodies
Alamahad D. Bekarov, Alii H. Gabaev
Kabardino-Balkarian State Agrarian University, Nalchik, Russia
Abstract. A conveyor cleaning mounted in a combine with traditional working bodies (beater MSU, keyboard straw walker) was studied, in which a heap with a maximum clogging of 15 - 20 % enters for cleaning. The indicators of conveyor cleaning turned out to be within, and in some cases higher than, the agrotechnical requirements for combine harvesters. In conveyor cleaning, to activate the process of separating a grain heap, it is proposed to use a passive vibrator, which creates low-amplitude oscillatory movements (vibrations) of individual sections of the working branch of the conveyor sieve. Such fluctuations do not have a noticeable effect on the frame of the combine, but provide their purpose - the activation of the separation process. Such vibrations occur when the rollers of the carrier chain of the conveyor sieve come into contact with the rollers of the vibrator.
Keywords: harvester; cleaning; heap; losses; conveyor; straw walker; performance; efficiency.
For citation: Bekarov A.D., Gabaev A.H. Conveyor cleaning for a combine with a traditional piece of working bodies. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 113-116. (In Russ.).
Проблема очистки (сепаратора зернового вороха) зерноуборочного комбайна, производительность которого с годами неуклонно повышается, в основном решается путём увеличения
площади решёт этого рабочего органа [1 - 3]. Попытки решить проблему сепарации зернового вороха в комбайне нетрадиционным путём - путём использования для этих целей устройства,
принципиально отличного от нынешнего ветро-решётного жалюзийного органа, пока не привели к успеху. Однако стремление к созданию такого рабочего органа для зерноуборочного комбайна сохраняется [4 - 6]. В частности, можно назвать конвейерную очистку; перспективный, на наш взгляд, рабочий орган, в котором массивный решётный стан традиционной очистки с колебательным движением заменён на конвейерное решето, имеющее местные малоамплитудные колебания (вибрации), обеспечивающие интенсификацию сепарации.
Ранее процесс конвейерной очистки был исследован в комбайне с рабочими органами северного комбайна (двухбарабанное клинцовое МСУ, четырёхсоломочёсный сепаратор грубого вороха) [6, 7]. Полученные результаты давали основание полагать, что в комбайне с традиционными рабочими органами (бильное МСУ, клавишный соломотряс), где в ворохе, поступающем на очистку, содержание примесей не превышает обычно 15 - 20 %, показатели работы конвейерной очистки будут значительно лучше, чем в северном, в котором содержание примесей в зерновом ворохе перед очисткой доходит до 50 %, а иногда и больше.
С целью проверки этой гипотезы была смонтирована конвейерная очистка в комбайне СК-5 «Нива» с традиционным набором рабочих органов (бильное МСУ, клавишный соломотряс).
Материал и методы. Проведено исследование в лабораторных условиях, по результатам которого установлены оптимальные значения действующих факторов (скорость полотна конвейерного решета, динамический напор вентилятора очистки).
Полевые испытания комбайна были проведены на уборке ржи, ячменя и овса. Содержание примесей в ворохе, поступающем на очистку, находилось в пределах 30 - 50 %. Более высокое содержание примесей наблюдалось при уборке влажной длинносоломистой ржи. Такое положение с высоким содержанием примесей обусловлено интенсивным измельчением убираемой культуры рабочими органами северного комбайна - двухбарабанные клинцовые МСУ (молотильно-сепарирующее устройство) и четыре соломочёса соломосепаратора.
В таких условиях при расчётной подаче на очистку 6,5 - 7,4 кг/с зернового вороха содержание зерна в бункерном ворохе колебалось в пределах 87 - 93 %, причём более низкие значения этого показателя имели место на уборке ржи, а более высокие - овса. На уборке ячменя содержание зерна в бункерном ворохе составляло около 90 %.
Выявлено, что по показателю чистоты бункерного вороха конвейерная очистка не обеспечивала выполнение агротехнических требований,
предъявляемых к зерноуборочным комбайнам общего назначения (95 %). Получаемый в северном комбайне после конвейерной очистки ворох можно характеризовать как высокообо-гащённую невейку.
Что касается другого показателя качества работы очистки - потерь зерна после конвейерной очистки, то этот показатель оказался намного лучше, чем у параллельно работавшего другого комбайна с рабочими органами северного комбайна и с ветро-решётной очисткой: конвейерная очистка - 0,02 - 0,08 % от поступившего количества, а ветро-решётная - 0,6 - 1,14 %. По этому показателю конвейерная очистка имела многократное преимущество, и потери были намного ниже позволяемых агротехническими требованиями.
В полевых условиях проверку результатов лабораторных экспериментальных исследований провели по стандартной методике на полях ООО НП «Шэджэм» в погодных условиях, характерных для уборочного периода зерновых в Кабардино-Балкарии [7, 8].
Регулируемые параметры установили оптимальные согласно результатам лабораторных исследований [9]. Меняли только подачу в молотилку за счёт изменения скоростей движения комбайна. Отмеряли 40 м и фиксировали время прохождения комбайном на секундомере. Сборы в пробоотборники тщательно взвешивали, а из зерна, полученного после обработки на конвейерной очистке, брали пробы в целлофановые мешочки для последующего лабораторного анализа (процент оставшихся примесей, их состав и т. п.).
Параллельно работал комбайн этой же марки с полным набором традиционных рабочих органов.
Результаты и обсуждение. Результаты проведённых испытаний в полевых условиях в основном подтвердили данные, полученные в лабораторных условиях.
Потери зерна в сходах после конвейерной очистки при росте расчётной подачи в молотилку в пределах q = 2,50 кг/с до q = 10,15 кг/с выросли с 0,03 до 0,23 %, что намного ниже агротехнических требований.
В этих же условиях и при тех же подачах потери традиционной ветро-решётной очистки росли в пределах от 0,56 до 0,80 %, что укладывается в агротехнические требования, хотя и намного больше, чем у конвейерной очистки.
Содержание зерна в продукте сепарации (иначе говоря, в так называемом бункерном ворохе) при тех же подачах в молотилку у конвейерной очистки оставались в целом в пределах агротехнических требований (96,5 - 94,89 %).
Содержание зерна в бункерном ворохе комбайна с традиционной очисткой при подачах до 5 кг/с находилось в пределах агротехнических
требований, а при дальнейшем росте подачи снижалось от 94,47 % (при q = 6 кг/с) до 91,67 % (при q = 10,15 кг/с).
Анализ состава засорителей бункерного вороха, полученного после обработки на конвейерной очистке, показал, что преимущественно они состоят из семян сорняков и лёгких мелких соломистых частиц, что говорит о недостаточной эффективности работы воздушного потока в системе конвейерной очистки. В связи с этим целесообразно дальнейшие исследования сосредоточить на изыскании путей повышения эффективности использования воздушного потока в системе конвейерной очистки.
Выводы
1. Конвейерная очистка в зерноуборочном комбайне с традиционными рабочими органами работает более эффективно, чем в комбайне с рабочими органами, характерными для северного комбайна.
2. Показатели качества работы конвейерной очистки в комбайне с традиционной компоновкой рабочих органов укладываются в агротехнические требования, предъявляемые к зерноуборочным комбайнам, а некоторые из них (потери) значительно лучше.
3. Дальнейшие исследования конвейерной очистки целесообразно сосредоточить на изыскании возможности повышения эффективности работы воздушного потока в системе этого рабочего органа.
Список источников
1. Бекаров А.Д., Бекаров ГА.. Тенденции развития комбайновых сепараторов зернового вороха // Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета. 2019. № 3 (25). С. 69 - 72.
2. Результаты испытаний комбайна с пневмо-инерционной очисткой / Б.Н. Четыркин, Н.И. Косилов, М.Г. Стеничев и др. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1985. № 6. С. 39 - 40.
3. Н.И. Кленин, Ломакин С.Г., Бердышев В.Е. Исследование транспортёрно-колебательной очистки к зерноуборочному комбайну // Тракторы и сельхозмашины. 1980. № 12. С. 13 - 15.
4. Валиев Х.Х. Исследование рабочего процесса очистки зернового вороха конвейерно-роторным решетом // Труды НИПТИМЭСХ Северо-Запада. 1976. Вып. 20. С. 109 - 113.
5. Бекаров А.Д. Кинематический режим работы конвейерного решета очистки зерноуборочного комбайна //
Избранные труды республиканского научного семинара «Механика» (Нальчик). 2004. Вып. 2. С. 13 - 134.
6. Бекаров А.Д. Мишхожев В.Х., Габаев А.Х. Оптимальные значения линейной скорости конвейерного решета очистки зерноуборочного комбайна // Вестник КрасГАУ 2018. № 5 (140). С. 150 - 154.
7. Бекаров А.Д., Мишхожев В.Х., Габаев А.Х. Теоретическое значение коэффициента сепарации для очистки зерноуборочного комбайна конвейерного типа // АгроЭкоИнфо. 2018. № 1 (31). С. 41.
8. Толщина слоя вороха на решете и её влияние на полноту выделения примесей / А.Д. Бекаров, Г.А. Бекаров, А.Х. Габаев и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 6 (86). С. 160 - 163.
9. Кинематические параметры вибратора конвейерной очистки комбайна / Г.А. Бекаров, А.Д. Бекаров, А.А. Мишхожев и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (87). С. 111 - 114.
References
1. Bekarov A.D., Bekarov G.A. Trends in the development of grain heap combine separators. Izvestia of Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov. 2019; 25(3): 69-72.
2. Results of tests of a combine with pneumatic inertial cleaning / B.N. Chetyrkin, N.I. Kosilov, M.G. Stenichev et al. /Mechanization and Electrification of Socialist Agriculture. 1985; 6: 39-40.
3. Klenin N.I., Lomakin S.G., Berdyshev V.E. The study of conveyor-oscillatory cleaning for a grain harvester. Tractors and agricultural machinery. 1980; 12: 13-15.
4. Valiev Kh.Kh. Study of the working process of cleaning a grain heap with a conveyor-rotary sieve. Proceedings of NIPTIMESH of the North-West. 1976; 20: 109-113.
5. Bekarov A.D. Kinematic mode of operation of a conveyor sieve for cleaning a grain harvester. Selected Works of the Republican Scientific Seminar "Mechanics" (Nalchik). 2004; 2: 13-134.
6. Bekarov A.D., Mishkhozhev V.Kh., Gabaev A.Kh. Optimal values of the linear speed of the conveyor sieve for cleaning a grain harvester. Bulletin of KrasGAU. 2018; 140(5): 150-154.
7. Bekarov A.D. Mishkhozhev V.Kh., Gabaev A.Kh. Theoretical value of the separation coefficient for cleaning a conveyor type grain harvester. AgroEcoInfo. 2018; 1(31): 41.
8. The thickness of the heap layer on the sieve and its influence on the completeness of the separation of impurities / A.D. Bekarov, G.A. Bekarov, A.Kh. Gabaev et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 86(6): 160-163.
9. Kinematic parameters of the vibrator for conveyor cleaning of a combine / G.A. Bekarov, A.D. Bekarov, A.A. Mishkhozhev et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 87(1): 111-114.
Аламахад Дошаевич Бекаров, кандидат технических наук, доцент, shek-fmep@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2484-1747.
АлийХалисович Габаев, кандидат технических наук, доцент, alii_gabaev@bk.ru, https://orcid.org/0000-0002-1973-9804.
Alamahad D. Bekarov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, shek-fmep@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2484-1747.
AliiH. Gabaev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, alii_gabaev@bk.ru, https://orcid.org/0000-0002-1973-9804
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 15.03.2022; одобрена после рецензирования 04.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 15.03.2021; approved after reviewing 04.04.2022; accepted for publication 11.05.2022.
-Ф-
Научная статья УДК 631.354
doi: 10.37670/2073-0853-2022-95-3-116-119
Теоретические предпосылки комбинации решёт системы очистки зерноуборочного комбайна
Александр Петрович Ловчиков
Южно-Уральский государственный аграрный университет, Челябинск, Россия
Аннотация. Исследование проведено с целью обоснования разработки комбинации решёт системы очистки зерноуборочного комбайна. Исследование базируется на общелогическом методе и математическом анализе. Показано, что в процессе сепарации зернового вороха в системе очистки комбайна образуется воздействие воздушного потока на данный материальный поток. В ходе исследования получены аналитические зависимости, характеризующие изменение перемещения слоя зернового вороха на решете очистки комбайна в горизонтальном и вертикальном направлениях относительно решета от скорости воздушного потока. Раскрывается взаимосвязь между высотой слоя зернового вороха на решете и скоростью воздушного потока, а также между подачей зернового вороха на решето и скоростью воздушного потока системы очистки комбайна. Выявлены системы уравнений, характеризующих изменение высоты слоя зернового вороха на решете в зависимости от типа решета и скорости воздушного потока системы очистки комбайна. Представлена графическая интерпретация полученных закономерностей, которые раскрывают характер изменения высоты слоя зернового вороха на решете от его типа и скорости воздушного потока.
Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, решето, очистка, зерновой ворох, зависимости, высота слоя, взаимосвязь, закономерности, система уравнений.
Для цитирования: Ловчиков А.П. Теоретические предпосылки комбинации решёт системы очистки зерноуборочного комбайна // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 116 - 119. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-116-119.
Original article
Theoretical background of the grid combination of a combine harvester cleaning system
Aleksandr P. Lovchikov
South Ural State Agrarian University, Chelyabinsk, Russia
Abstract. The study is conducted to justify the development of a combination of cleaning system grids of a combine harvester. The research is based on general logical method and mathematical analysis. It is shown that in the process of separation of grain heap in combine harvester cleaning system the impact of air flow on this material flow is formed. In the course of investigation analytical dependencies characterizing changes of grain heap layer movement on the cleaning sieve of combine harvester in horizontal and vertical directions relative to the sieve as a function of air flow speed have been obtained. Interrelation between the height of pile on the sieve and air flow speed as well as between pile feeding on the sieve and air flow speed of combine harvester cleaning system has been revealed. Systems of equations have been revealed that characterize changes of grain heap on the sieve depending on the type of sieve and velocity of the combine cleaner's air flow system. Graphical interpretation of the obtained laws is presented, that reveal character of changing of grain heap on the sieve depending on type of sieve and velocity of the air flow.
Keywords: combine harvester, sieve, cleaning, grain heap, dependencies, layer height, relationship, regularities, system of equations.
For citation: Lovchikov A.P. Theoretical background of the grid combination of a combine harvester cleaning system. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 116-119. (In Russ.). https://doi. org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-116-119.
Зерновой ворох, поступающий на решёта культур) из данной смеси она подвергается тех-
системы очистки зерноуборочного комбайна, - это нологическому воздействию со стороны воздуха
смесь компонентов [1 - 6], которые имеют различ- [3, 7 - 10]. Технологический воздух обеспечивает
ные коэффициенты парусности. Для лучшего вы- разрыхление растительного материала зернового
деления зерновок (семян сельскохозяйственных вороха, т.е. образуется пространственная решётка,
