CC BY
71
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: [email protected]
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
скота, большими затратами на сволакивание, погрузку, транспортировку и приготовление к скармливанию, более эффективно ее применение в качестве удобрения. В этом случае на следующий год урожайность зерна сои повышается на 2,9 %, ячменя - на 2,4 %, а пшеницы в последействии на 7 %. Кроме того, масса корневой системы сои увеличивается на 11...25 %, а клубеньков - на 33.52 % [2].
Однако в технологии комбайновой уборки сои с измельчением и разбрасыванием соломы имеется ряд недостатков. Так, степень неравномерности ее распределения по ширине жатки составляет более 45 %. [3].
Цель наших исследований - обоснование параметров и режимов работы измельчителя-разбрасывателя для зерноуборочного комбайна обеспечивающего требуемую равномерность распределения соломы по поверхности поля.
Условия, материалы и методы. Нагнетательный воздушный поток, перемещающий частицы соломы в измельчителе возникает в результате непрерывного движения в вертикальной плоскости режущих ножей сегментного типа, равномерно размещенных по двух-заходной винтовой линии и под углом у по всей длине барабана ротора. Рабочая скорость потока зависит от частоты вращения этого барабана. Установлено, что доля измельченной соломы размером 0.120 мм должна составлять 85 % [4], а рабочая скорость воздушного потока для ее перемещения и разбрасывания должна быть выше критической скорости соломы получаемых фракций.
Воздушный поток, создаваемый измельчающим барабаном, вместе с частицами соломы направляется через разбрасывающий щит, разделенный напра-вителями, и установленный под углом в к горизонту. Измельченные частиц соломы в области наклонно направленного потока находятся в свободном движении, которое зависит от ряда факторов, связанных со свойствами как частиц соломы, так и воздушного потока. Для того чтобы в полной мере выяснить закономерности движения соломы в области потока, необходимо учесть всю их совокупность. В связи со сложностью решение этой задачи в такой постановке, мы остановимся на выяснении общего характера движения измельченной соломы в указанных условиях при некоторых упрощениях условий и самого процесса взаимодействия частиц и воздушной среды.
Результаты и обсуждение. В силу сложной формы соломы и неоднородности скоростного поля воздушного потока при движении ее частиц всегда будет иметь место составляющая силы реакции, обусловливающая пространственную форму траектории полета. Допустим, что величина и направление скорости потока воздуха в любой точке постоянны. Тогда в отношении взаимодействия между измельченной соломой и потоком можно учитывать лишь те составляющие реактивных сил, которые лежат в горизонтальной плоскости, заключающей вектор скорости потока. При таком допущении траектория движения тела будет располагаться в этой же плоскости.
Тогда можно принять, что вся масса измельченной соломы при поступлении в направитель-разбрасыва-тель разбивается на несколько потоков и проходит через каналы рассредоточено без внутреннего трения (рис. 1). В результате работы измельчителя в каналах направителей создаются области ламинарного потока воздуха, характеризуемого скоростью и, направленной под некоторым углом в к плоскости раз-Достижения науки и техники АПК, №07-2010 __
брасывания. Пусть величина и направление скорости потока сохраняются постоянными во всех точках области, занимаемой потоком. Тогда на частицы соломы, попадающие в поток будут действовать:
сила тяжести О=тд, определяемая их массой и направленная вниз по вертикали.
сила сопротивления Я воздушного потока, определяемая относительной скоростью и0 частиц и направленная в противоположную сторону.
Уравнение движения частиц соломы из условия действующих сил примет вид dV
т-----+ Я = О (1)
dt . (1) При заданных и, С0 и в величина относительной
скорости и0 легко определяется из скоростного треугольника (рис.1):
Рис. 1 Силы, действующие на частицы соломы, при движении ее в каналах направителей: и - скорость потока воздуха; О - сила тяжести частиц соломы; Я - сила сопротивления частиц соломы воздушному потоку; С0 - начальная скорость частиц соломы; ид - относительная скорость частиц соломы.
о0 = у!и2 + С0 - 2ис о со 8в, (2)
где в - угол установки направителя.
В зависимости от размеров и массы частиц соломы воздушный поток сообщает им ускорение, которое из рис.1 определяется:
Г_К_, У „ 2 _ 2
т т% и ’
где к - коэффициент сопротивления частиц воз
(3)
душному потоку; у - удельная масса воздуха; F - площадь миделевого сечения частиц соломы.
Обозначив kyF/G, как кп, получим, что ускорение, которое может сообщить частицам соломы сила Я, выражается величиной, пропорциональной квадрату относительной скорости
У = к и
п 0 ■ (4)
При выходе из направителя под действием указанных сил измельченные части соломы будут двигаться в потоке по некоторым траекториям. Чтобы представить себе общий характер движения его можно рассматривать составленным из движения переносного (вместе с потоком) и относительного.
Относительное движение тела в потоке можно рассматривать, если разместить его в системе координат, перемещаемой поступательным движением вместе с потоком (рис. 2)
Траектория движения частиц соломы при выходе из направителя - парабола, уравнение которой мож-
но записать как
Н--
1І1
у0
(5)
63
Рис. 2. Траектория относительного движения измельченных частиц соломы в наклонном воздушном потоке.
где У - величина отклонения измельчённых частиц соломы; иу - составляющая скорости частиц соломы по оси У;
Конечная точка движения частицы соломы - горизонтальная плоскость(поверхность поля), расстояние от которой до оси ОУ равно Н. Для того чтобы определить ее траекторию, необходимо знать место, где движущаяся частица пересекает поверхность поля.
Из выражения (5) находим:
у = и
1 V я (6)
Ширина разбрасывания при неизменных конструктивных и технологических параметрах будет иметь следующее выражение:
1. = Ш + 2у=Ш + Ю,
•#
(7)
где Ш - ширина молотилки комбайна.
Результаты исследований показывают, что критическая скорость витания для мелких частиц при влажности соломы 25 % составляет от 0,8 до 2,0 м/с, крупных - от 2,0 до 3,2 м/с, а при влажности 35 % соответственно 1,0...2,5 и 2,5.4 м/с. Скорость движения частиц измельченной соломы в каналах разбрасывате-
ля, зависит от частоты вращения барабана ротора, а при выходе из каналов - от угла установки направляющих разбрасывателя. При частоте вращения барабана ротора 1600 об/мин и угле установки направителей 200 относительная скорость воздушного потока составляет 3 м/с, а при 2400 об/мин и 700 - 7 м/с.
Ширина разбрасывания соломы складывается из суммы величин отклонений при выходе из левых и правых направителей и конструктивной ширины измельчителя, равной ширине молотилки. С увеличением частоты вращения ротора измельчающего барабана с 1600 до 2400 об/мин и угла установки направителей с 200 до 700 отклонение измельченных частиц при скорости воздушного потока 3 м/с изменяется от 0,6 до 1,8 м, а при скорости 7 м/с - от 2 до 3,4 м. То есть ширина разбрасывания измельченных частиц соевой соломы при угле направителей от 200 до 700 и скорос-
Рис. 3. Влияние технологических параметров на ширину разбрасывания (1_) измельченных частиц соевой соломы: 1 - п=2400 об/мин, и=7 м/с; 2 - п=2200 об/мин, и=6 м/с; 3 - п=2000 об/мин, и=5 м/с; 4 - п=1800 об/мин, и=4 м/с; 5 - п=1600 об/мин, и=3 м/с. ти воздушного потока 3 м/с изменяется от 2,4 до 4,9 м, а при 7 м/с - 5,2 до 7,9 м (рис. 3).
Выводы. Изменение частоты вращения барабана ротора измельчителя с 1600 до 2400 об/мин и угла установки направителей с 200 до 700 позволяет разбрасывать измельченные частицы соломы на ширину от 2,4 до 7,9 м.
Литература.
1. Пугачев Ю.А. Состояние и проблемы развития соеперерабатывающей отрасли в Амурской области./ Перспективы производства и переработки сои в Амурской области. - Благовещенск, 1998. - с. 7-14.
2. Макаров В.Н. Влияние основной обработки почвы с внесением соломы на урожай зерна сои и пшеницы. // Науч.-техн. бюл. ВНИИ сои. - 1977. - Вып.5,6. - с. 41-49.
3. Присяжная И.М. Присяжный М.М. Качество работы измельчителей соломы при комбайновой уборке сои // Дальневосточный аграрный вестник. - 2008.- Вып.4(8). - 40-43.
4. Исходные требования к Зональной системе технологий и машин для производства продуктов растениеводства в дальневосточном регионе России.- Благовещенск: ДальГАУ, 2007. - 166 с.
MOVING AND SCATTERING OF THE CRUSHED STRAW BY THE GRINDER AT KOMDFINOVOI TO SOYA CLEFNING
S.P. Prisjazhnaja, И.М. Prisjazhnaj, I.M. Prisjazhnaja
Summary. In article it is offered to use straw as fertilizer at заделке in soil and more powerful air stream created by a grinder - a spreader, and also optimum adjustable corners of installation napraviteli, allowing to scatter straw for width of a harvester of a combine in regular more intervals. For the developed design of a grinder - a spreader -volkoobrazovatelay straw to a combine harvester are defined working and critical speeds of movement of air and particles of the crushed straw and dependences of width of scattering of straw on speed of an exit of its particles are deduced from a grinder, height of installation of a grinder on a combine taking into account width of a thresher.
Key words: straw spreader, optimal parameters
64 ---------------------------------------- ___________ Достижения науки и техники АПК, №07-2010
