CC BY
73
УДК 631.354:33
НАКЛОННАЯ КАМЕРА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА
Inclined Chamber of the Combine Harvester
Ожерельев1 В.Н., д. с.-х. н., профессор Никитин2 В.В., к.т.н., доцент, [email protected] Комогорцев2 В.Ф., к. ф.-м. н., доцент Ozherelyev V.N., Nikitin V.V., Komogortsev V.F.
!ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет» 241035 г. Брянск, бульв. 50 лет Октября, 7 Bryansk State Technical University ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. Известно, что уборка зерновых культур путем очесывания растений на корню является одним из наиболее перспективных направлений. Однако при кажущейся отработке всех вопросов указанной технологии по-прежнему остаются не решенными большое количество задач и проблем. Так, например, хлебная масса, поступающая от адаптера к молотильному устройству, содержит до 80% свободного зерна. Наличие его (вместе с ворохом) в молотильной камере затрудняет процесс выделения зерна из колоса и снижает пропускную способность устройства. Кроме того, не исключена возможность дробления зерна рабочими органами молотилки и вынос его значительной части в соломотряс. Все это способствует росту потерь урожая. В данной статье представлено техническое решение, обеспечивающее предварительную сепарацию свободного зерна в наклонной камере зерноуборочного комбайна. Это достигается за счет того, что днище наклонной камеры выполнено перфорированным. Причем его отверстия сориентированы большим размером под острым углом по отношению к направлению движения скребков транспортера. Для гарантированного исключения возможности забивания указанных отверстий колосьями продолжением каждого из них является выемка переменной глубины, выдавленная в днище наклонной камеры. Кроме того, глубина выемки уменьшается по мере удаления от верхней кромки отверстия от максимального значения и до нуля. Такое техническое решение позволяет минимизировать поступление свободного зерна в молотильную камеру зерноуборочного комбайна, надежно исключив вероятность его дробления рабочими органами молотилки.
Summary. It is known that the harvesting of grain crops by plant combing out at the roots is one of the most promising. However, in spite of the seemingly worked-out issues of this technology a large number of tasks and problems still remain. For example, grain mass, coming from the adapter to the beating chamber, contains up to 80% of free grain. Its presence in the beating chamber complicates the process of thrashing and decreasing the throughput of the device. In addition, there is a possibility of grain crushing with working parts of the chamber and carrying over its considerable portion in the straw rake. It leads to increasing crop losses. This article presents a technical solution that provides a preliminary separation of free grain in the inclined chamber of the combine harvester. This is due to the fact that the bottom of the inclined chamber is perforated, with the large-sized holes with an acute angle to the direction of movement of the conveyor scrapers. In order to secure the exclusion of the possible clogging of these holes by the ears there are hollows of variable depth in the bottom of the inclined chamber. In addition, the depth of the hollows decreases from the upper edge of the hole from the maximum value to zero. This solution makes it possible to minimize the intake of free grain in the threshing chamber, excluding the possibility of its crushing with the working parts of the chamber.
Ключевые слова: очес, зерноуборочный комбайн, наклонная камера, сепарация зернового вороха.
Keywords: combing, combine harvester, inclined chamber, separation of the grain tile.
При уборке зерновых культур методом очесывания растений на корню, полученный зерновой ворох существенным образом отличается от традиционного, поступающего в молотилку комбайна при прямом комбайнировании или подборе валков [1]. Высокое содержание в нем свободного зерна (до 80%) и мелких примесей [2] делает направление его в молотильный зазор между барабаном и подбарабаньем без предварительной сепарации нерациональным. Более того, бессмысленное с технологической точки зрения воздействие бичей барабана на свободное зерно приводит к излишнему травмированию и дроблению последнего.
В качестве одного из вариантов решения проблемы отделения свободного зерна от основного объема вороха рассмотрена возможность использования циклона, однако при этом необходимо радикально изменять конструктивно-компоновочную концепцию зерноуборочного комбайна [3]. В настоящее время такая глубокая модернизация комбайна не поддерживается машиностроителями, которые (в связи с кризисом) находятся в трудном финансовом положении.
Более приемлемым решением является отделение свободного зерна и части мелких примесей непосредственно в наклонной камере комбайна [4, 5]. Для этого в ее днище 1 (рис. 1, 2) должны быть выполнены продолговатые отверстия 2, отклоненные от направления перемещения скребков 3 транспортера 4 на угол а (рис. 2). Для исключения забивания указанных отверстий 2 колосьями продолжением каждого отверстия 2 является выемка 5 переменной глубины, выдавленная в днище 1 (рис. 2, 3). Вследствие этого ости колосьев не должны зацепляться за заднюю кромку 6 отверстия 2, а подниматься по наклонной поверхности до уровня днища 1 наклонной камеры.
Рисунок 1. Принципиальная схема наклонной камеры (обозначения позиций в тексте)
Для определения основных параметров отверстий 2 и их рационального размещения на днище 1 следует определиться с критерием работоспособности устройства. Возможны два варианта прохождения зерна сквозь отверстие 2. В первом случае, перемещаясь из позиции 7 в позицию 8 (рис. 2), зерно опрокидывается в отверстие 2 одним концом. Затем в результате его контакта с задней кромкой сепарирующего отверстия оно останавливается в перемещении вверх по днищу 1 и падает вниз (по стрелке 9 на рис. 1) на поверхность транспортной доски 10. В результате решения дифференциального уравнения движения зерна при опрокидывании установлено, что минимальная длина сепарирующего отверстия должна быть не менее 0,069 м [5].
АО
и и \в \б
Рисунок 2. Схема размещения сепарирующих отверстий в днище наклонной камеры (вид А на рис. 1)
Второй вариант процесса прохождения зерна сквозь сепарирующее отверстие 2 целесообразно рассматривать как свободное падение тела, брошенного под углом в к горизонту (рис. 3). Для этого в исходном положении поместим зерно 11 над передней кромкой отверстия 2, сориентировав его длину вдоль скребка 3 транспортера 4 (рис. 2, 3), а ширину d перпендикулярно поверхности днища 1. Начало координат О совместим с центром тяжести поперечного сечения зерна 11, а оси х и у направим по направлению движения скребка 3 транспортера 4 и перпендикулярно днищу 1, соответственно (рис. 3).
Рисунок 3. Траектория прохождения свободного зерна через сепарирующее отверстие
Специфика процесса заключается в том, что при перемещении зерна над отверстием оно не теряет контакта со скребком, поэтому скорость его перемещения вверх по днищу наклонной камеры остается неизменной и равной V. То есть, в отличие от тела, брошенного под углом к горизонту,
X = V/, (1)
где х - перемещение, м;
V - скорость скребка, равна скорости транспортера, м/с;
/ - время, с.
Будем считать, что зерно успешно прошло через сепарирующее отверстие, если его центр тяжести при перемещении вверх по днищу наклонной камеры (по оси x) на длину l опустился вниз по оси y на половину ширины, то есть на d/2. Тогда оно может вступить в контакт с передней кромкой 6 отверстия 2 и в результате торможения потерять скорость v вдоль днища 1. То есть, зерно 11 должно перемещаться по криволинейной траектории 12 (рис. 3).
Если пренебречь трением зерна по поверхности скребка 3, то можно рассматривать его вертикальное перемещение по направлению скорости ve как свободное падение тела вертикально вниз при нулевой начальной скорости. При этом скорость vH изменения положения зерна относительно поверхности днища 3 (вдоль оси y) может быть определена по формуле
vH = ve • cos (, (2)
где в - угол наклона днища наклонной камеры к горизонту, град;
ve, - скорость вертикального перемещения зерна, м/с;
vH - скорость перемещения зерна, перпендикулярная поверхности днища наклонной камеры, м/с.
Аналогичные соотношения характерны и для перемещения зерна в вертикальном направлении (h) и перпендикулярно днищу 1 (y). То есть,
h = y = h • cos ( = g^lA, (3)
2 2
где g - ускорение свободного падения, м/с2.
Следовательно, для опускания зерна 13 относительно поверхности днища 1 на половину его ширины (d/2) необходимо время
t =
min
d (4)
g cos (
где d - ширина зерна, м.
Подставив полученное выражение в (1), находим, что минимальная длина сепарирующего отверстия, необходимая для прохождения через него зерна, определится формулой
lmin = v
d (5)
g cos (
При ширине зерна, равной 3,5 мм и скорости транспортера 5 м/с, длина сепарирующего отверстия должна быть не менее 0,122 м. Уменьшение скорости до 2,5 м/с приводит к уменьшению минимальной длины отверстия до 0,063 м.
В принципе, уменьшение скорости транспортера наклонной камеры при подаче очесанного вороха возможно без нарушения технологического процесса. Во-первых, объем вороха по сравнению с традиционной уборкой уменьшается почти в два раза. Во-вторых, имеются резервы для удаления значительной части легких фракций вороха непосредственно в корпусе очесывателя [6]. Кроме того, перфорированной может быть выполнена большая часть днища [7], что существенно увеличивает его сепарирующую возможность.
Выводы
1. Приведенные расчеты свидетельствуют о том, что эффективная сепарация очесанного зернового вороха на днище наклонной камеры возможна.
2. Длина сепарирующих отверстий должна быть не менее 0,063 м.
Библиографический список
1. Ожерельев, В.Н. Исследование параметров очесанного зернового вороха / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин, В.М. Алакин, С.Н. Становов // Техника в сельском хозяйстве. -2013. - № 1. - С. 7-9.
2. Ожерельев, В.Н. Перспективные направления снижения энергоемкости процесса выделения зерна из колоса / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2012. - № 8. - С. 30-31.
3. Ожерельев, В.Н. Адаптация зерноуборочного комбайна к работе с очесанным зерновым ворохом / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин, В.Д. Игнатов // Техника в сельском хозяйстве. - 2013. - № 6. - С. 5-7.
4. Пат. № 2566015 (РФ), МПК7 A01D 41/12. Наклонная камера зерноуборочного комбайна / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин. - Опубл. 2015.
5. Ожерельев, В.Н. Предварительная сепарация очесанного зернового вороха в наклонной камере / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин // Агропромышленный комплекс на рубеже веков: мат-лы междунар. научно-практ. конф., посв. 85-летию агроинженерного ф-та. - Ч.1. - Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский ГАУ имени императора Петра I», 2015. - С. 165-170.
6. Пат. № 2566017 (РФ), МПК7 A01D 41/08. Устройство для обмолота растений на корню / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин. - Опубл. 2015.
7. Пат. № 2577892 (РФ), МПК7 A01D 41/12. Наклонная камера зерноуборочного комбайна / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин. - Опубл. 2016.
References
1. Ozherelyev V.N. Study of parameters of the combed-out grain pile / V.N. Ozherelyev, V.V. Nikitin, V.M. Alakin, S.N. Stanovov //Machinery in Agriculture. - 2013. - №1. - P. 7-9.
2. Ozherelyev V.N. Promising areas for reducing energy intensity of the process of grain releasing out of the ear / V.N. Ozherelyev, V. V. Nikitin // Tractors and Agricultural Machines. -2012. - № 8. - P. 30-31.
3. Ozherelyev V.N. Adaptation of a forage harvester to work with the combed-out grain pile / V.N. Ozherelyev, V. V. Nikitin, D. V. Ignatov //Machinery in Agriculture. - 2013. - № 6. -P. 5-7.
4. Patent of the Russian Federation № 2566015, A01D 41/12. Inclined chamber of the combine harvester / V.N. Ozherelyev, V. V. Nikitin. - Publ. 2015.
5. Ozherelyev V. N. Preliminary grain releasing in the inclined chamber / V.N. Ozherelyev, V. V. Nikitin // The agro-industrial complex at the turn of the centuries: Materials of the Intern. scientific and practical. conf.. - Part 1. - Voronezh: FGBOU VPO «Voronezh State Ag-
ricultural University named after Emperor Peter I», 2015. - P. 165-170.
6. Patent of the Russian Federation № 2566017, A01D 41/08. A device for plant threshing at the roots / V.N. Ozherelyev, V. V. Nikitin. - Publ. 2015.
7. Patent of Russian Federation № 2577892, IPC 7 A01D 41/12. Inclined camera combine harvester / V.N. The Ozherelyev, V.V. Nikitin. - Publ. 2016.
УДК 636.22/.28.084.413
СКОРОСТЬ ЭВАКУАЦИИ СОДЕРЖИМОГО ИЗ ПРЕДЖЕЛУДКОВ КОРОВ
ПРИ СОДЕРЖАНИИ ИХ НА РАЦИОНАХ С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ ФРАКЦИЙ КЛЕТЧАТКИ В РАЦИОНЕ
The Evacuation Rate of the Proventriculus Contents of Cows When Keeping on the Rations with
Different Levels of Dietary Fiber Fractions
Хотмирова О.В., кандидат биологических наук, доцент Khotmirova O. V.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. В данной статье представлены результаты исследований на половозрелых коровах с удоем 25-30кг молока в первые месяцы лактации с 15-го по 105-й день лактации. Опыт проводился методом групп и периодов. I период опыта продолжался с 15-го по 45-й день лактации. Коровы разных групп получали рационы, различающиеся по виду силоса с разным содержанием НДК (кукурузный - 43,6% НДК и разнотравный - 55,1% НДК). В рационе коров 1-й группы содержание НДК было 29%, второй - 31,3% и третьей - 33,5%. II период опыта продолжался с 45-го по 75-й дни лактации. В рационах коров содержание НДК было увеличено по сравнению с I периодом опыта. Различие в содержании НДК в рационе достигалось за счет разного соотношения грубых и концентрированных кормов. В рационе 1-й группы коров оно составляло 26:74, во второй - 33:67, а в третьей - 39:61. III период опыта проводился с 75-го по 105-й день лактации на рационах с одинаковым содержанием НДК, около 38% в каждой группе. Разница между группами заключалась в различном наборе грубых кормов (сено-силос), обеспечивающем заданный уровень клетчатки. Целью исследований явилось изучить скорость оттока содержимого преджелудков и взаимосвязь между составом рациона и оборотом содержимого в рубце. Определение скорости эвакуации содержимого рубца осуществляли по индикаторной методике с использованием окиси хрома.
Summary. The results of the researches on mature cows with milk yield of 25-30 kg in the first months of lactation from the 15th to the 105th day of lactation are given in the article. The experience was conducted by groups and periods. The first experimental period lasted from the 15th to the 45th day of lactation. The cows of different groups received rations differing in type of silage, with different NDF content (corn with 43.6% NDF and grassy with 55.1% NDF). In the ration of the cows of the first group the contents of the NDF was 29%, of the second group - 31.3% and the third one - 33.5%. The second experimental period lastedfrom the 45th to the 75th day of lactation. In the rations of the cows the NDF content was increased in comparison with the first period of the experience. The difference in the NDF content in the ration was achieved by different ratios of coarse and concentrated fodder. In the ration of the cows of the first group it was 26:74, of the second one - 33:67, and third - 39:61. The third experimental period lasted from the 75th to the 105th day of lactation with the same NDF content, being 38% in each group. The difference between the groups was in different set of coarse fodder (hay-
