CC BY
19
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2010. Вып. 82.
foreign-made combines with the classical work pattern were found to have no advantages over the Russian machines in terms of operation quality.
The grain loss in the thresher of John Deere 9670 STS” axial-flow combine harvester under 63% load were thrice as high as the value specified by agro-technical requirements (1,5%). Under the load of 41% this machine featured the grain loss close to admissible (1,21%). The obtained results demonstrate the application inexpedience of axial-flow combine harvesters in the North-West of Russia.
УДК 631.354.2
М.И. ЛИПОВСКИИ, д-р техн. наук
ОБОСНОВАНИЕ ТИПА И ПАРАМЕТРОВ АКТИВНОГО САМООЧИЩАЮЩЕГОСЯ ПОДБАРАБАНЬЯ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА
Приведены результаты исследования эффективности самоочистки от залипания активного подбарабанья с продольными колебаниями и подбара-банья с деформируемыми отверстиями, позволяющие обосновать тип и кинематические параметры подбарабанья для перспективных зерноуборочных комбайнов.
Неблагоприятные метеорологические условия в районах повышенного увлажнения обуславливают высокую влажность возделываемых культур. Влажность зерна в период уборки составляет в среднем 25-30%, влажность стеблей 50-60%, сорняков 60-80%. При уборке зерновых культур в стадии восковой спелости для плющения влажность зерна достигает 40% и более.
При комбайновой уборке влажных культур, а также при наличии сорняков и подсева трав с влажностью стеблей более 70% решетки подбарабаний молотильных аппаратов залипают - забиваются влажными растительными частицами отверстия между планками и прутками. Как следствие, снижается степень сепарации зерна и увеличиваются его потери с соломой за соломоотделителем. Особенно велики потери при обмолоте высокоурожайных влажных культур.
43
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
При ведомственных испытаниях на Северо-Западной МИС комбайна СКД-5 «Сибиряк» на уборке ячменя сорта «Московский» [1] урожайностью 2,9 т/га, с влажностью стеблей 22,7-23,2% и сорняков 79,8-82,1% с подачей 5,4 кг/с после прохода 450 м учетной делянки произошло залипание отверстий подбарабанья первого молотильного аппарата на 53,8%, второго на 74,9%. При проходе следующих 450 м залипание отверстий первого молотильного аппарата достигло 78,4%, второго - 85,0%.
О влиянии залипания подбарабанья на качество работы комбайна свидетельствует такой пример. При работе роторного комбайна John Dееre 9670 STS на уборке ярового ячменя урожайностью 4,7 т/га с влажностью зерна 39% и приведенной подачей 4,51 кг/с потери свободным зерном составляли 1,79%. После залипания деки ротора потери свободным зерном составили 22,24%.
Для борьбы с залипанием подбарабанья предлагается выполнять его активным путем сообщения колебаний [2, 3]. Дорониным Е.Ф. исследовано молотильное устройство с подбарабаньем (рис.1), направленные колебания которому сообщались с помощью эксцентриковошатунного механизма [2]. Подбарабанье установлено на корпусе молотилки с помощью подвесок.
В работе изучена динамика залипания решетчатой поверхности подбарабанья влажными частицами растений и почвой и устранения залипания при сообщении подбарабанью колебаний. При этом установлено, что при длительной работе может происходить залипание и колеблющегося подбарабанья, хотя и значительно медленнее, чем неподвижного.
44
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2010. Вып. 82.
Рис. 1. Схема активного подбарабанья с направленными колебаниями
Коробициным В.М. разработано и исследовано двухбарабанное МСУ с колеблющимися подбарабаньями и решеткой промежуточного битера [3]. Вибрация подбарабаний обеспечивается благодаря выполнению их привода в виде дезаксиальных эксцентриковошатунных механизмов (рис. 2). Передняя часть подбарабанья опирается на эксцентриковый вал, а задняя шарнирно соединена с подвеской, направлена по радиусу барабана. В результате при вращении эксцентрикового вала передняя планка подбарабанья движется по траектории, близкой к окружности, средние планки - по эллиптическим траекториям, а последняя планка совершает движение по дуге окружности с радиусом, равным длине подвески. Для предотвращения или
45
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
устранения залипания подбарабанья ему должны быть сообщены колебания с частотой 25-30 Гц при амплитуде 1 мм.
Рис. 2. Схема двухбарабанного МСУ с активными подбара-баньями и решеткой промежуточного битера
Общей чертой описанных конструкций активного подбарабанья является направленность колебаний перпендикулярно оси молотильного барабана. Не решены вопросы виброизоляции колеблющегося подбарабанья от корпуса молотилки. Вместе с тем нетрудно усмотреть, что необходимость виброизоляции и размещения достаточно громоздкого вибропривода (с двух сторон молотилки) требует радикального изменения подвески подбарабанья и механизма регулировки молотильных зазоров. Столь существенное усложнение конструкции - серьезное препятствие на пути внедрения активного подбарабанья в конструкцию современных комбайнов классической схемы. Режимы колебаний подбарабаний будем характеризовать коэффициентом кинематического режима k:
46
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
_________ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2010. Вып. 82.________
k=ra2/g,
где г - амплитуда колебаний, м; ю- круговая частота колебаний, о"1; g-ускорение свободного падения, м/с2.
Режимы колебаний описанных конструкций подбарабанья, при которых обеспечивается очистка подбарабанья от залипания, характеризуется значениями коэффициента кинематического режима k=2,5-5,16. Таким образом, для преодоления залипания подбарабанья воздействием инерционных сил подбарабанью приходится сообщать колебания значительной интенсивности, которая в наиболее сложных условиях в 2,3 раза превосходит интенсивность колебаний очистки комбайна (k=2,2). А это повышает требования к прочности подбарабанья и системам его виброизоляции.
Для устранения столь негативных факторов в ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии разработано подбарабанье с деформируемыми отверстиями [4, 5], где для борьбы с залипанием, кроме инерционных сил, используются также силы растяжения - сжатия, а также сдвига. При работе привода (например, гидравлического или электромагнитного) все элементы, ограничивающие каждое сепарирующее отверстие подбарабанья, находятся в возвратнопоступательном движении, направление которого в каждый момент времени для параллельных друг другу элементов противоположно. В частности, смежные продольные прутки секций попеременно сближаются и удаляются, сужая и расширяя, заключенные между ними отверстия (рис. 3). Это вызывает интенсивное разрушение и удаление продуктов залипания. Разработан вариант подбарабанья с ручным приводом [6], где для перемещения секций подбарабанья используется винтовой механизм, приводимый в действие с помощью съемной рукоятки.
47
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Рис. 3. Вид сепарирующей поверхности подбарабанья с деформируемыми отверстиями:
а, б, в - соответственно при среднем, сдвинутом и раздвинутом положениях секций
1- крайняя боковина правой секции; 2, 3 - поперечная планка соответственно правой и левой секции; 4, 5 - пруток соответственно правой и левой секций
Программа исследований предусматривала оценку очищаемо-сти активного подбарабанья, описанного в работе [7], и подбарабанья с деформируемыми отверстиями от залипания при различных режимах колебаний. Отверстия подбарабанья заполнялись увлажненной почвой, после чего включался вибропривод подбарабанья, и фиксировалось время, за которое происходила очистка. Исследования проведены на комбайне «Енисей-1200 1НМ». Результаты исследования приведены в таблице.
48
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2010. Вып. 82.
Результаты исследования очищаемости подбарабаний от залипания при колебаниях
Параметры колебаний Активного подбараба-нья Активного подбарабанья с деформируемыми отверстиями
г, мм V, мин- 1 k
0,8 1380 1,70 За 5 мин. очистилось 20% площади залипания -
2,2 700 1,20 За 5 мин. не очистилось За 5 мин. не очистилось
2,2 1000 2,46 За 6 мин. не очистилось -
2,2 1380 4,68 Очистилось за 1 мин. -
4,0 700 2,13 За 6 мин. не очистилось Очистилось за 5 мин.
4,0 1000 4,47 - Очистилось за 2 мин.
5,5 700 2,93 - Очистилось за 2 мин.
Как видно из таблицы, очистка от залипания активного подба-рабанья возможна при достаточно интенсивных колебаниях (k = 4,68). Очистка от залипания активного подбарабанья с деформируемыми отверстиями происходит при колебаниях значительно меньшей интенсивности k=2,13-2,93.
Таким образом, при комбайновой уборке влажных зерновых культур целесообразно использовать в молотильном аппарате подба-рабанье с деформируемыми отверстиями. Это позволит оперативно производить очистку подбарабанья от залипания путём сообщения его секциям колебаний с помощью гидравлического или электромагнитного привода. Возможна очистка подбарабанья от залипания путем сообщения его секциям возвратно поступательного движения винтовым механизмом, вращение которому сообщается вручную с помощью съёмной рукоятки.
49
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Отчет № 14-750 о ведомственных испытаниях активного подбарабанья молотильного аппарата, смонтированного на зерноуборочном самоходном комбайне СКД-5С «Сибиряк». - Северо-Западная МИС, 1975.
2. Доронин Е.Ф. Исследование молотильного устройства с колеблющимся подбарабаньем / Е.Ф.Доронин: Автореф. дис... канд. техн. наук. - М. 1972.
3. Коробицын В.М. Исследование работы двухбарабанного молотильно-сепарирующего устройства с вибрационными подбарабань-ями в условиях повышенного увлажнения / В.М. Коробицин: Автореф. дис... канд. техн. наук. - Л.-Пушкин, 1979.
4. Патент № 1384265. Дека молотильного устройства. / Липов-ский М.И., Митрофанов Н.М., Задворкин С.А. - Опубл. 30.03.88. Бюл. № 12.
5. Липовский М.И. Повышение эффективности обмолота путём колебательного деформирования отверстий подбарабанья / М.И. Липовский // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. тр. / ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. - СПб., 2009. -Вып. 81 - С. 53-57. - ISSN 0131-5226.
6. Патент № 2341953. Дека молотильного устройства
/ Липовский М.И, Перекопский А.Н. - Опубл. 27.12.2008. Бюл. №36.
7. Липовский М.И. Теоретическое обоснование параметров продольных колебаний активного подбарабанья зерноуборочного комбайна/ М.И. Липовский// Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. тр. / ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. -СПб., 2008. - Вып. 80 - С. 27-32 - ISSN 0131-5226.
Получено 15.09.2010.
50
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2010. Вып. 82.
M.I. LIPOVSKY, DSc (Engineering)
SUBSTANTIATION OF THE TYPE AND PARAMETERS OF AN ACTIVE SELF-CLEANING CONCAVE INSTALLED ON A GRAIN COMBINE HARVESTER
The paper presents investigation outcomes on the self-cleaning active concave with axial vibration and a concave with non-rigid holes. The obtained results allow substantiating the type and kinematical parameters of the concave for the promising grain combine harvesters.
УДК 631.1:635
Г.А. ЛОГИНОВ, И.М. ФОМИН, канд. техн. наук;
ЕЕ. ОРЕШИН, канд. техн. наук; А.М. ЗАХАРОВ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ РЕШЕНИЯМ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАРТОФЕЛЯ
Приведены требования к выходным параметрам технологических процессов, обеспечивающие экологическую безопасность для окружающей среды, а также экологическую чистоту продовольственного картофеля. Изложены варианты технико-технологических решений, обеспечивающих их выполнение.
Экологическая безопасность производства картофеля при освоении машинной технологии обеспечивается соблюдением следующих основных требований [1, 2, 3]:
- обеспечение эрозионной безопасности фракционного состава почвы при ее плотности, благоприятной для формирования высоких урожаев картофеля;
- минимизация антропогенной нагрузки точным дозированием внесения в почву удобрений и защитно-стимулирующих препаратов;
- обеспечение экологической чистоты продовольственного картофеля минимизацией содержания нитратов и остаточных пестицидов;
51
