CC BY
38
УДК 539.386+635.655:62-229.2
МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАЛЬНОГО ПРОЦЕССА СРЕЗА РАСТЕНИЙ СОИ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
И.В. БУМБАР доктор технических наук, профессор М.И. ВЯЗЬМИН аспирант Дальневосточный ГАУ Е-mail: mikhail-vyazmin@yandex.ru
Резюме. В статье приведены результаты моделирования процесса среза одиночных стеблей сои. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что срез растений при различных частотах колебаний кривошипа и скорости транспортера может приводить к отбрасыванию до 80 % стеблей с бобами в направлении обратном движению подающего транспортера, то есть за пределы платформы жатки.
Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, режущий аппарат, растение сои, установка для моделирования среза.
В ходе многолетних наблюдений за работой зерноуборочных комбайнов на уборке сои установлено, что на потери за жаткой приходится до 80 % всех потерь. В основном это связано с неудовлетворительной работой мотовила, режущего аппарата и шнека жатки.
Бобы сои, расположенные равномерно по всей длине растения, попадая под воздействие мотовила, очесываются по всей длине участка контакта планки со стеблем в процессе подвода стебля к режущему аппарату [1]. Еще одна причина, приводящая к потерям -перерезание бобов ножом. В этом случае семена попадают сначала на детали режущего аппарата, а затем скатываются на землю.
Кроме того, потери происходят при перерезании режущим аппаратом стеблей сои. Объясняется это тем, что в момент среза происходит удар и бобы, потерявшие прочность ввиду низкой относительной влажности воздуха, растрескиваются. Описание среза растений ножом жатвенной машины дал в своих трудах академик В.П. Горячкин [2]. Он рассматривал срез как процесс соударения подвижного тела (ножа) с неподвижным (стебель). Под действием ножа жатки центр тяжести стебля сои описывает дугу и, отклоняясь, начинает колебаться. Бобы сои вместе со стеблем так же совершают колебательные движения в различных направлениях с определённой скоростью, в то время как свободно расположенные в них семена, имеющие шарообразную форму, отстают от движения стебля и створок. Как следствие между створками бобов и семенами сои возникает удар. Напряжение в зоне контакта достигает такой величины, при которой створки деформируются и раскрываются, при этом каждая из них, скручиваясь, способствует разбрасыванию семян за пределы платформы жатки.
Цель наших исследований - поиск конструктивных и кинематических параметров работы сегментно-пальцевого режущего аппарата жатки зерноуборочного комбайна, соответствующих физико-механическим свойствам растений сои, для сведения к минимуму потерь при уборке.
Условия, материалы и методы. Для нахождения оптимальных параметров работы сегментно-пальцевого режущего аппарата мы провели моделирование среза одиночных стеблей на экспериментальной установке, состоящей из рамы, на которой смонтирован режу-Достижения науки и техники АПК, №07-2010 ___
щий аппарат (рис. 1). Привод осуществляли от электродвигателя через редуктор, который позволял изменять частоту вращения кривошипного вала от 50 до 550 оборотов в минуту.
Регулировку частоты вращения кривошипного вала дополнительно проводили с помощью вариатора числа оборотов. От этого же электродвигателя осуществляли передачу на приводной валик питающего транспортёра, к которому крепили планку со стеблями, подаваемыми в раствор режущей пары. Скорость вращения приводного валика транспортера изменяли с помощью сменных шкивов, а регулировку частоты вращения - при помощи вариатора оборотов.
Закрепление стеблей проводили путём установки в отверстия деревянных планок, расположенных на ленте транспортёра.
При проведении эксперимента использовали стебли одинаковой массы высотой 500±50 мм и диаметром 4±1 мм. Для каждого стебля находили центр масс, куда прикрепляли светодиод, незначительно изменяющий общую массу стебля (на 1,5 %).
С помощью видеокамеры была проведена съемка в стократной повторности при значениях частоты вращения кривошипа - 300, 400 и 500 об/мин и скорости транспортера соответственно 1,0, 1,5 и 2,0 м/с.
Полученные видеокадры среза и движения стеблей обрабатывали с использованием компьютерной программы УМиаЮиЬ. Затем при помощи программы Ас1оЬе РИс^овИор СБ3 каждый кадр накладывали один на другой, определяли координаты точки перемещения светодиода и строили траектории перемещения центра масс срезанных стеблей относительно режущего аппарата и поверхности транспортера. Для измерения элементов траектории использовали экран с нанесенной сеткой с размером ячейки 0,03x0,03 м (3x3 см). Съёмку проводили со скоростью 24 кадра/с.
Результаты и обсуждение. Мы установили, что при частоте вращения кривошипа 300 об/мин. и скорости подачи транспортёра 1,0 м/с 95 % срезанных одиноч-
Светоднод
С'теоель
Режущий аппарат Планка транспортёра
Рис. 1. Перемещение центра масс срезанного стебля.
ных стеблей отбрасывалось в направлении обратном движению подающего транспортёра. С увеличением частоты вращения кривошипа до 500 об/мин и скорости подачи транспортёра до 2 м/с их число стеблей сократилось до 80 %.
Координаты перемещения точек центра масс срезанных стеблей, позволили построить диаграммы для каждого случая при разных частотах и скоростях подвода стебля к режущему аппарату (рис. 2).
С помощью программы Microsoft office Excel 2003 были получены уравнения кривых перемещения центра масс срезанных стеблей при частотах вращения кривошипа 300, 400 и 500 об/мин и скорости подачи транспортёра соответственно 1,0; 1,5 и 2,0 м/с:
y1 = -0,8x6 - 05x5 - 0,0015x4 + 0,0744x3 - 1,9594x2 + 24,17x - 125,556,
y2 = -0,8x6 - 06x5 - 0,0006x4 + 0,0229x3 - 0,3747x2 + 2,5899x - 10,97,
y3 = -0,8x6 - 06x5 - 04x4 + 0,0002x3 - 0,0872x2 + 0,9999x - 23,373,
где y - функция, характеризующая смещение центра масс стеблей после среза в вертикальной плоскости относительно режущего аппарата, см; x - величина, на которую смещаются центра масс стеблей после среза в горизонтальной плоскости относительно режущего аппарата, см.
Выводы. На основе проведенного моделирования можно сделать вывод о том, что с увеличением частоты вращения кривошипа и скорости подачи транспортёра Литература.
1. Бумбар И.В. Уборка сои: монография. - Благовещенск:
2. Горячкин В.П. Собрание сочинений. - М.: Колос, 1965.
зависимости от частоты вращения кривошипа и скорости
подачи транспортера:--------частота вращения кривошипа
300 об/мин, скорость подачи транспортера 1,0 м/с;-------
частота вращения кривошипа 400 об/мин, скорость подачи
транспортера 1,5 м/с;------частота вращения кривошипа
500 об/мин, скорость подачи транспортера 2,0 м/с.
количество стеблей, отбрасываемых в направлении обратном движению подающего транспортера (в реальных условиях за пределы платформы жатки), снижается. Следовательно, увеличение скорости резания и скорости движения комбайна в реальных условиях уборки растений сои до определённого уровня будет способствовать уменьшению потерь.
ДальГАУ, 2006. - 258 с.
- Т.3. - 381с.
MODELLING OF REAL PROCESS OF SOYA PLANT CUT ON EXPERIMENTAL INSTALLATION I.V. Bumbar, M.I. Vyazmin
Summaru. In this article the data on modelling of process of single stalks cut is cited. The obtained data allows to draw a conclusion that the cut of plants at various fluctuations frequencies of a crank and speed of the conveyor can lead to rejection upto 80% stalks with soya beans in a direction reverse to the movement of feeding conveyor, i.e. out of the platform of a harvester.
Key words: combine har vester, cutting device, soya plant, installation for cut modeling.
УДК 631.55.631.1:636.086.1
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И РАЗБРАСЫВАНИЕ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ СОЛОМЫ ПРИ КОМБАЙНОВОЙ УБОРКЕ СОИ
С.П. ПРИСЯЖНАЯ, доктор технических наук, профессор
Дальневосточный ГАУ
М.М. ПРИСЯЖНЫЙ, кандидат технических наук, зам. директора
И.М. ПРИСЯЖНАЯ, научный сотрудник
ДальНИИМЭСХ
E-mail: tikhonchukp@rambler.ru
Резюме. В статье предложены оптимальные регулируемые углы установки направителей, позволяющие более равномерно разбрасывать солому по ширине жатки комбайна. Для разработанной конструкции из-мельчителя-разбрасывателя-валкообразователя со-
ломы к зерноуборочному комбайну определены рабочие и критические скорости движения воздуха и частиц измельченной соломы и выведены зависимости ширины разбрасывания соломы от скорости выхода ее частиц из измельчителя.
Ключевые слова: разбрасыватель соломы, оптимальные параметры.
В хозяйствах Амурской области доля сои в структуре посевных площадей превышает 50 %. Если принять массу зерна за 100 %, то количество соломы сформированной при его получении будет равно 75,4 %, а половы - 53 %
При ограниченном использовании соломы сои в животноводстве, связанно с сокращением поголовья __ Достижения науки и техники АПК, №07-2010
