CC BY
19
УДК: 631.354.2
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОМБАЙНОВ НА УБОРКЕ БЕЛОГО ЛЮПИНА
Н.В.АЛДОШИН1, доктор технических наук, зав. кафедрой
А.А. ЗОЛОТОВ1, кандидат технических наук, профессор
A.С. ЦЫГУТКИН1, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
B.Д. СУЛЕЕВ2, генеральный директор
А.Е. КУЗНЕЦОВ2, главный инженер
Н.А. АЛАДЬЕВ1, аспирант
Малла Бахаа1, магистр
1РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, зевская, 49, г. Москва, 127550, Россия
2ЗАО СП «Брянсксельмаш» Брянск, 241020, Россия. Б-таН: asz.ru@mail.ru
ул. Тимиря-пр-т Московский, 86, г.
Резюме. Исследования проводили на уборке белого люпина сорта Дега в условиях Тамбовской области. Размерные характеристики семян соответствовали следующим величинам: длина 9,58 мм; ширина 9,12 мм; толщина 4,42 мм. Дана классификация видов механических повреждений семян: макроповреждения - дробление, раздавливание, обрушивание и микроповреждения - царапины, трещины, выбоины, повреждения оболочки. При уборке влажность семян должна находится в пределах 11-20%. Рассмотрены факторы, влияющие на качество обмолота белого люпина. Проведен анализ настройки молотильно-сепарирующей системы зерноуборочного комбайна КЗС-1218 «Полессе GS-12». Определены зависимости повреждения семян от скорости вращения молотильного барабана и зазоров между молотильным барабаном и подбарабаньем. Наибольшее влияние на повреждаемость семян люпина оказывает окружная линейная скорость молотильного барабана. При увеличении частоты его вращения на 100 об/мин с 450 до 550 об/мин, повреждения увеличивались почти в 4 раза с 1,5 до 5,5%. Оптимальная частота вращения молотильного барабана при уборке белого люпина зерноуборочным комбайном КЗС-1218 «Полессе GS-12» составляет450 об/мин. Для обеспечения допустимой величины повреждения семян и снижения потерь белого люпина свободным зерном зазор на выходе молотилки необходимо установить на уровне 18 мм. Ключевые слова: белый люпин, зерноуборочный комбайн, потери зерна, повреждение зерна, очистка зерна, молотильный барабан, влажность зерна. Для цитирования: Обоснование технологических параметров комбайнов на уборке белого люпина / Н.В. Алдошин,
A.А. Золотов, А.С. Цыгуткин,
B.Д. Сулеев, А.Е. Кузнецов, Н.А. Аладьев, Малла Бахаа // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №1. С. 64-66.
няшний день не проведено обоснование параметров комбайнов на уборке этой культуры.
В этой связи цель наших исследований разработка рекомендаций по настройке молотильно-сепарирующей системы зерноуборочных комбайнов для уборки белого люпина.
Условия, материалы и методы. Белый люпин высокобелковая бобовая культура, плоды которой при созревании не растрескиваются и не обламываются. Растения устойчиво и дружно созревают, зерно достаточно крупное [1-7].
Размерные характеристики семян по длине (8,1011,00 мм, математическое ожидание 9,58 мм) и ширине (7,60-10,70 мм, математическое ожидание 9, 12 мм) близки [8, 9]. Толщина имеет меньшие размеры и находится в пределах 3,50-5,30 мм (математическое ожидание 4,42 мм).
При созревании семена прикреплены к створкам боба не сильно и достаточно легко вымолачиваются, что требует мягких режимов работы уборочных машин. При этом семя может быть повреждено как из-за дробления, так и в результате образования микротрещин, что в итоге приводит к снижению его качества. Семена с механическими повреждениями (битые, раздавленные, обрушенные) относятся к примеси и снижают товарность партии.
Нарушение целостности семян приводит к увеличению интенсивности дыхания, ускоренному развитию микроорганизмов, снижению стойкости и сроков безопасного хранения. Наличие в исходном материале повреждений увеличивает их количество при каждом последующем пропуске через машины по послеуборочной обработке. Кроме того, у семян с нарушенной оболочкой в результате биохимических процессов
Сегодня на территории нашей страны все шире распространяются посевы белого люпина. Специфика этой культуры требует разработки обоснованных рекомендаций по выполнению различных технологических операций при ее возделывании. Например, на сегод-
Рис. 1. Виды механических повреждений зерна.
происходит снижение качества белковых, жировых и углеводных компонентов.
Непосредственные повреждения зародыша и повышенная степень поражения травмированных семян бактериями, грибковыми организмами и клещами снижают полевую всхожесть, замедляют рост и уменьшают продуктивность растений.
Поэтому при оценке качества работы зерноуборочных комбайнов одним из важных показателей считают макро- и микроповреждения зерна [10].
К макроповреждениям (рис. 1) относят дробление, раздавливание, обрушивание, то есть такие повреждения, которые изменяют физико-механические свойства семени (размеры, удельный масса, состояние поверхности, парусность). Большую часть таких семян можно выделить на очистительных и сортировальных машинах при послеуборочной обработке.
Микроповреждения (царапины, трещины, выбоины, повреждения оболочки и др.) практически ни изменяют физико-механические свойства семени, но оказывают отрицательное воздействие на его посевные и продовольственные качества. Семена с микротравмами практически невозможно отделить от неповреждённых, используя очистительные машины с решётами или воздушной сепарацией.
Степень и вид повреждений при уборке определяются совокупностью разнообразных факторов, характеризующих оба элемента уборочного процесса - растительный материал и комбайн.
При этом, например, влажность семян влияет на их повреждения не однозначно. Ее увеличение приводит к снижению потерь дроблением, а уменьшение - к росту микроповреждений. Здесь необходим разумный компромисс. Для белого люпина оптимальная влажность семян находится в пределах 11-20%.
Наши исследования проведены в условиях учхоза имени М.И. Калинина Мичуринского района Тамбовской области на зерноуборочной комбайне КЗС-1218 «Полессе ОБ-12» [11]. Рабочие органы машины были в исправном состоянии и удовлетворяли требованиям, предъявляемым к уборочной технике. Нарушения регулировочных параметров не отмечали.
Конструктивные особенности комбайна, также влияют на его работу. Например, молотильно-сепарирующая часть. На машине, использовавшейся в опыте, была установлена молотилка классического типа с разгонным барабаном. Фактически интенсивное воздействие на обмолачиваемую массу начинается уже при ее взаимодействии с разгонным барабаном, под которым, также как и под основным барабаном, установлено подбарабанье. Диаметр основного молотильного барабана достаточно большой 800 мм. Поэтому окружная скорость его бичей высокая.
Так как белый люпин вымолачивается легко, потерь не вымолоченными семенами не наблюдали на всех режимах работы комбайна. Основной задачей исследования было определение влияния технологических регулировок комбайна на повреждение и потери свободным зерном.
На повреждения семян в молотилке основное влияние оказывают окружная линейная скорость барабана и зазор между ним и подбарабаньем (декой). Этот зазор переменный и изменяется в сторону уменьшения от входа массы в молотильное устройство к ее выходу. Как обобщающий параметр, мы фиксировали зазор на выходе из молотилки. Проводить испытания начинали при частоте вращения барабана 450 об/мин.
Результаты и обсуждение. Наибольшее влияние на повреждаемость семян люпина оказывает окружная линей-
ДЗ, % у = 0,038х- 15,65
II2 = 0,968
6,0 т-
440 460 480 500 520 540 560 3, ММ
Рис. 2. Зависимость повреждений зерна люпина в зависимости от скорости вращения молотильного барабана (об/ мин) при зазоре на выходе молотилки 10 мм.
ная скорость молотильного барабана. Так, при увеличении частоты его вращения с 450 до 550 об/мин, повреждения увеличивались почти в 4 раза с 1,5 до 5,5% (рис. 2).
На основании полученных результатов можно утверждать, что частота вращения молотильного барабана при уборке люпина не должна превышать 450 об/мин. Это минимально возможная величина на комбайне КЗС-1218 «Полессе ОБ-12». В то же время необходимо отметить, что в такой ситуации увеличивается крутящий момент на привод барабана. Это способствует росту нагрузки на ремень привода вариатора молотилки, что может вызвать его проскальзывание и забивание молотилки, которое приводит к нарушению технологического процесса и отличается большой трудоемкостью устранения. В таком случае повышаются требования к равномерности загрузки молотилки и не допущению ее перегрузки, даже кратковременной.
При уменьшении зазора на выходе молотилки с 10 до 3 мм величина макроповреждений зерна (дробления) увеличивалась с 1,6 до 3,0% (рис. 3). Это значительно меньше, чем при изменении числа оборотов барабана.
у =0,008х2- 0,330**4,063 ДЗ, % IV = 0,859
3,5 ----
0,0 -
О 5 10 15 20 3, ММ
Рис. 3. Зависимость дробления зерна белого люпина от величины зазора на выходе молотилки при частоте вращения молотильного барабана 450 об/мин.
В то же время количество микроповреждений при уменьшении зазора на выходе молотилки с 18 до 3 мм возрастает с 3 до 13%.
К сожалению, нормативными документами, не установлена допустимая величина дробления зерна белого люпина рабочими органами машин при уборке, но для зернобобовых, крупяных культур и кукурузы она составляет 3%. Приняв такую величину оптимальной и для белого люпина, мы должны установить зазор на выходе молотилки не менее 18 мм.
у = о,811е007й
Рис. 4. Зависимость микроповреждений зерна люпина от величины зазора на выходе молотилки при частоте вращения молотильного барабана 450 об/мин.
Как уже отмечалось белый люпин хорошо вымолачивается и потерь недомолотом нет. Поэтому возникает вопрос, возможно ли дальнейшее увеличение зазора на выходе молотилки для еще большего снижения микроповреждений семян?
Анализируя зависимость потерь свободным зерном за комбайном от зазора на выходе молотилки (рис. 5), необходимо учитывать тот факт, что с увеличением расстояния между барабаном и декой на выходе молотилки снижается интенсивность сепарации семян через под-барабанье. Это связано с повышением толщины обмолачиваемого слоя. Семенам в таком случае значительно труднее выделяться из вороха. А необходимо, чтобы
Рис. 5. Зависимость потерь белого люпина свободным зерном от величины зазора на выходе молотилки при частоте вращения молотильного барабана 450 об/мин.
основная их часть (до 80%) сепарировалась именно в молотилке. В противном случае больше семян попадает на соломотряс, что приводит к увеличению потерь свободным зерном за комбайном. Поэтому увеличивать зазор на выходе молотилки более 18 мм не целесообразно.
Выводы. Оптимальная частота вращения молотильного барабана при уборке белого люпина зерноуборочным комбайном КЗС-1218 «Полесье GS-12» составляет 450 об/мин.
Для обеспечения допустимой величины повреждения семян и снижения потерь белого люпина свободным зерном зазор на выходе молотилки необходимо устанавливать на уровне 18 мм.
Литература.
1. Гатаулина Г.Г., Цыгуткин А.С., Навальнев В.В. Технология возделывания белого люпина. Белгород: Белгородский НИ-ИСХ, 2009. 28 с.
2. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Сорта белого люпина селекции ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева: методические рекомендации. М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, 2010. 24 с.
3. Рост, развитие, урожайность и кормовая ценность сортов белого люпина (Lupinus albus L.) селекции РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева/Г.Г. Гатаулина, Н.В. Медведева, А.Л. Штеле, А.С. Цыгуткин//Известия ТСХА. 2013. Выпуск6. С. 12-30.
4. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Формирование урожая семян белого люпина в условиях Центрального Черноземья // Белый люпин. 2014. №1. С. 7-11.
5. Сычев В.Г., Цыгуткин А.С. Продовольственная безопасность страны и мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения // Плодородие. 2003. №5. С. 6-9.
6. Гатаулина Г.Г., Цыгуткин А.С. Основа белковой независимости России//Белый люпин. 2014. №2. С. 2-6.
7. Белый люпин и другие зернобобовые культуры в кормлении птицы / И.А. Егоров, Е.Н. Андрианова, А.С. Цыгуткин, А.Л. Штеле //Достижения науки и техники АПК. 2010. №9. С. 36-38.
8. Цыгуткин А.С., Зверев С.В. Белый люпин как сельскохозяйственная культура //Хранение и переработка зерна. 2014. №4. С. 20-23.
9. Перов А.А., Зверев С.В., Цыгуткин А.С. Белый люпин: дробление, шелушение и сепарация//Комбикорма. 2014. №6. С. 41-46.
10. Алдошин Н.В., Дидманидзе Р.Н. Выбор стратегий качественного выполнения механизированных работ// Международный технико-экономический журнал. - 2013. №5. С. 67-70.
11. Развитие производства и экономическое состояние учебных хозяйств. Методические указания / А.В. Захаренко, А.С. Цыгуткин, М.Ф. Костюкович и др. М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, 2010. 58 с.
SUBSTANTIATION OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF HARVESTERS FOR WHITE LUPINE
N.V. Aldoshin1, A.A. Zolotov1, A.S. Tsygutkin1, V.D. Suleev2, A.E. Kuznetsov2, N.A. Aladjev1, Malla Bahaa1
1Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Timiryazevskaya Str., 49, Moscow, 127550, Russia. 2dosed joint stock company joint venture «Bryanskselmash», Moscow avenue, 86, Bryansk, 241020, Russia. Summary. The investigation was carried out during the harvesting of white lupine Dega under conditions of Tambov region. The dimensional characteristics of grains were the following: length was 9.58 mm; width was 9.12 mm; thickness was 4.42 mm. A classification of types of mechanical damage of grains is presented. During the harvesting the moisture of grains should be 11...20 %. The factors that affect the quality of threshing of white lupine are described. The setting of the threshing and separating system of the combine harvester KZS-1218 «Polesse GS-12» was analyzed. The dependences of seed damage on the rotation speed of the threshing drum and the gap between the threshing drum and concave were determined. Peripheral line speed of the threshing drum has the greatest influence on the seed damage of white lupine. With the increase in the rotation frequency by 100 rpm from 450 to 550 rpm, damage raised almost 4 times from 1.5 to 5.5 %. The optimal rotation speed of the threshing drum for harvesting of white lupine by the harvester KZS-1218 «Polesse GS-12» is 450 rpm. To ensure the permissible value of seed damage and reduce the losses of white lupine grain by unbonded grain the gap at the outlet of the threshing machine should be on level 18 mm.
Key words: white lupine, combine harvester, grain loss, grain damage, grain cleaning, threshing drum, moisture of grain. Author Details: N.V. Aldoshin, Dr. Sc. (Techn.), Head of Department; A.A. Zolotov, Cand. Sc. (Techn.), Prof.; A.S. Tsygutkin, Cand. Sc. (Biol.), Head of Laboratory (e-mail: asz.ru@mail.ru); V.D. Suleev, Director; A.E. Kuznetsov, Chief Engineer; N.A. Aladjev, Post graduate Student; Malla Bahaa1, Master.
For citation: Aldoshin N.V., Zolotov A.A., Tsygutkin A.S., Suleev V.D., Kuznetsov A.E., Aladjev N.A., Bahaa Malla. Substantiation of technological parameters of harvesters for white lupine. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. T.29. №1. pp. 64-66 (In Russ)
