CC BY
11
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
11. Nikolaev M. E., Nesmianov I. A., Zaharov E. N. Definition of service area of agricultural loading robot with manipulator of parallel-serial structure // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference of Young Scientists and Students "Topical Problems of Mechanical Engineering", ToPME - 2019. 2020. P. 012125.
Authors Information
Nikolaev Maksim Evgenevich, Head of the Laboratory of the Department of "Mechanics" of the Volgograd State Agrarian University (26 Universitetskiy Prospekt, Volgograd, 400002), tel. +7 (8442) 41-18-49. E-mail: [email protected]
Информация об авторе
Николаев Максим Евгеньевич, заведующий лаборатории кафедры "Механика" ФГБОУ ВО Волгоградский государственный аграрный университет (400002, г. Волгоград, Университетский проспект, 26), тел. +7 (8442) 41-18-49. E-mail: [email protected]:
DOI: 10.32786/2071-9485-2021-01-42 INCREASING THE PRODUCTIVITY OF THE COMBINE HARVESTER BY APPLYING THE IMPROVED HEADER CUTTING UNIT
A.I. Ryadnov, О.А. Fedorovа, R.V. Sharipov, V.A. Baril
Volgograd State Agrarian University, Volgograd, Russia Received 21.01.2020 Submitted 12.03.2021
Summary
The performance of two sorghum harvesters was compared, the first of which was equipped with a header with a segment-finger cutting device of normal cutting with a single knife run, and the second with a header with a segment - finger cutting device with an infinite knife contour and a device for monitoring segment failures. It is determined that the second sorghum harvester with an improved reaper cutting device has a replaceable, operational and actual productivity higher than that of the first sorghum harvester, respectively, by 2.4, 4.0 and 3.9 %.
Abstract
Introduction. One of the most important tasks of agricultural development is to increase grain production. An important role in solving this problem belongs to improving the efficiency of the use of grain harvesters. The highly efficient use of grain harvesters in the harvesting of agricultural crops is largely determined by the implementation of the agrotechnical requirements for this technological operation. One of the main requirements for the harvesting of grain crops and panicle crops is not to exceed the permissible level of grain losses. Ensuring an acceptable level of grain losses during harvesting depends on many factors, including the duration of harvesting, which in turn depends on the most important indicator - the productivity of the used grain harvesters. The purpose of this work is to compare the productivity of sorghum harvesters, the harvesters of which are equipped with cutting devices of segment-finger normal cutting with a single knife run and segment-finger with an infinite knife contour and a device for monitoring segment failures. Materials and methods. In this paper, based on the materials of scientific works on the assessment of the use of combine harvesters and other machines used for harvesting grain crops and panicle crops, the most important factors affecting the productivity of grain harvesters are identified. In the harvesting seasons of 2019 and 2020, the timing of the sorghum harvester's work on the harvesting of grain sorghum of the «Premiere» variety with an average yield in the years of research equal to 2.08 t/ha was carried out. In the harvesting season of 2019, the sorghum harvester was equipped with a header with a segment-finger cutting device of normal cutting with a single knife run (sorghum harvester No. 1), and in the harvesting season of 2020-a segment - finger cutting device with an infinite knife contour and a device for monitoring segment failures (sorghum harvester No. 2). Results. To determine the impact on performance corroborates combine improved design of the cutting unit, the processed results of duration of work argosaronic combines No. 1 and No. 2 on the basis of which the calculated values of the coefficients of the time-use shifts. It is revealed that to increase the value of the shift utilization factor, it is possible due to:
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
bringing the temporary parking place closer to the harvested field; providing the harvesters with the necessary number of vehicles for unloading grain from the bunkers; the use of cranes, storage of grain and replacement of bins; the application of the method for unloading grain from the combine hopper into a transport vehicle on the move; selecting the optimal split of the field into paddocks, as well as sound depending on the conditions, harvesting methods and movement of grain cars at the end of the gon; coordination of the work plan for the harvesting of fields in the farm; the luncheon of the combine in the field with possible substitution combiner for lunch and rest during a shift; use of mechanized tankers with fuel, oils and technical liquids, as well as maintenance and diagnostic tools; connection to GPS or GLONASS. The values of the utilization coefficients of the operational shift time and zoning are also determined, and the theoretical, shift, operational and actual productivity of combines are calculated. It is established that the equipment of a sorghum harvester with a header with a segment-finger cutting device with an infinite knife contour and a device for monitoring segment failures increases its productivity by 2-4%. Conclusion. The replaceable, operational and actual productivity of a sorghum harvester equipped with a header with a segment-finger cutting device with an infinite knife contour and a device for monitoring segment failures is higher than the replaceable, operational and actual productivity of a sorghum harvester equipped with a header with a segment - finger cutting device with a single knife run, respectively, by 2.4, 4.0 and 3.9 %.
Key words: sorghum harvester, reaper cutting machine, theoretical, replaceable, operational and actual productivity.
Citation. Ryadnov A.I., Fedorova O. A., Sharipov R.V., Baril V. A. Improving the productivity of the sorghum harvester due to the use of improved cutting device header. Proc. of the Lower Volga Agro -University Comp. 2021. 1(61). 441-452 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2021-01-42.
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
УДК 631.358
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОРГОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО РЕЖУЩЕГО АППАРАТА ЖАТКИ
А. И. Ряднов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор О. А. Федорова, доктор технических наук, доцент Р. В. Шарипов, кандидат технических наук, доцент В. А. Бариль, аспирант
Волгоградский государственный аграрный университет, г. Волгоград Дата поступления в редакцию 21.01.2021 Дата принятия к печати 12.03.2021
Актуальность. Одной из важнейших задач развития сельского хозяйства является увеличение производства зерна. Важная роль в решении этой задачи принадлежит повышению эффективности использования зерноуборочных машин. Высокоэффективное использование зерноуборочных машин на уборке сельскохозяйственных культур во многом определяется выполнением агротехнических требований на данную технологическую операцию. Одним из основных требований на уборку зерновых колосовых и метелочных культур является требование к выполнению работы с допустимым уровнем потерь зерна. Обеспечение допустимого уровня потерь зерна при уборке зависит от многих факторов, в том числе и от продолжительности уборки, которая, в свою очередь, зависит от важнейшего показателя - производительности используемых зерноуборочных машин. Цель настоящей работы - сравнить по производительности соргоуборочные комбайны, жатки которых оборудованы режущими аппаратами: сегментно-пальцевым нормального
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
резания с одинарным пробегом ножа и сегментно-пальцевым с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов. Материалы и методы. В настоящей работе на основе материалов научных работ по оценке показателей использования зерноуборочных комбайнов и других машин, применяемых на уборке зерновых колосовых и метелочных культур, определены важнейшие факторы, влияющие на производительность зерноуборочных машин. В уборочные сезоны 2019 и 2020 годов проведен хронометраж работы соргоуборочного комбайна на уборке зернового сорго сорта «Премьера» со средней урожайностью в годы исследований, равной 2,08 т/га. В уборочный сезон 2019 года соргоуборочный комбайн был оборудован жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания с одинарным пробегом ножа (соргоуборочный комбайн №1), а в уборочный сезон 2020 года - сегментно-пальцевым режущим аппаратом с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов (сор-гоуборочный комбайн №2). Результаты. Для определения влияния на производительность соргоуборочного комбайна применения усовершенствованной конструкции режущего аппарата обработаны результаты хронометража работы соргоуборочных комбайнов №1 и №2, на основе которых рассчитаны значения коэффициентов использования времени смены. Выявлено, что увеличение значения коэффициента использования времени смены возможно за счет приближения места временной стоянки к убираемому полю; обеспечения комбайнов необходимым количеством транспортных средств для выгрузки зерна из бункеров; использования перегружателей, накопителей зерна и сменных бункеров; применения способа выгрузки зерна из бункера комбайна в транспортное средство на ходу; выбора оптимальной разбивки поля на загоны, а также рациональных, в зависимости от условий уборки, способов движения и поворота зерноуборочных машин в конце гона; согласования плана работ по уборке полей в хозяйстве; организации обеда комбайнеров в полевых условиях с возможной подменой комбайнера на время обеда и отдыха во время смены; использования механизированных заправщиков топливом, маслами и техническими жидкостями, а также средств технического обслуживания и диагностики; подключения к GPS или ГЛОНАСС. Определены также значения коэффициентов использования эксплуатационного времени смены и зональности и рассчитаны теоретическая, сменная, эксплуатационная и фактическая производительности комбайнов. Установлено, что оборудование соргоуборочного комбайна жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов повышает его производительность на 2-4 %. Заключение. Сменная, эксплуатационная и фактическая производительности соргоуборочного комбайна, оборудованного жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов, выше сменной, эксплуатационной и фактической производительностей соргоуборочного комбайна, оборудованного жаткой с сегментно- пальцевым режущим аппаратом нормального резания с одинарным пробегом ножа, соответственно на 2,4; 4,0 и 3,9 %.
Ключевые слова: соргоуборочные комбайны, режущие аппараты жаток, производительность соргоуборочных комбайнов.
Цитирование. Ряднов А. И., Федорова О. А., Шарипов Р. В., Бариль В. А. Повышение производительности соргоуборочного комбайна за счет применения усовершенствованного режущего аппарата жатки. Известия НВЛУК. 2021. 1(61). 441-452. DOI: 10.32786/2071-9485-2021-01-42.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Введение. Одной из важнейших задач развития сельского хозяйства является увеличение производства зерна. Важная роль в решении этой задачи принадлежит повышению эффективности использования зерноуборочных машин [2]. Высокоэффективное использование зерноуборочных машин на уборке сельскохозяйственных культур во многом определяется выполнением агротехнических требований на данную технологическую операцию. Одно из основных требований на уборку, в частности, зерновых колосовых и метелочных культур - допустимый уровень потерь зерна. Обеспечение допустимого уровня потерь зерна при уборке зависит от многих факторов, в том числе и от продолжительности уборки, которая для многих зерновых колосовых и метелочных культур должна быть не более пяти календарных дней [5, 6], условий уборки, вида зерновой культуры и ее сорта [7].
Продолжительность уборки, в свою очередь, зависит от множества факторов, в том числе, от площади и урожайности зерновых культур, числа используемых зерноуборочных машин и их производительности, продолжительности смены, коэффициента сменности и других факторов [4, 9, 11, 14, 15].
Однако для конкретного сельскохозяйственного предприятия из всех рассмотренных факторов, влияющих на продолжительность уборки, важнейшим является производительность зерноуборочных машин.
В настоящее время для уборки зерновых колосовых и метелочных культур применяются различные зерноуборочные машины, конструкции которых постоянно совершенствуются на заводах-изготовителях этих машин. Кроме того, создаются новые модели машин. Так, в Волгоградском ГАУ разработан соргоуборочный комбайн, реализующий инерционно-очесный способ обмолота метелок растений. Данный комбайн до 2019 года был оборудован жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания с одинарным пробегом ножа. Затем был изготовлен режущий аппарат новой конструкции и установлен на соргоуборочный комбайн. Модернизированный режущий аппарат является сегментно-пальцевым с бесконечным ножевым контуром и оборудован устройством контроля отказов сегментов. Однако до настоящего времени не определено влияние такой модернизации на производительность комбайна.
В связи с этим, цель настоящей работы - сравнить по производительности сорго-уборочные комбайны, жатки которых оборудованы режущими аппаратами сегментно-пальцевым нормального резания с одинарным пробегом ножа и сегментно-пальцевым с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов.
Материалы и методы. На основе материалов научных работ по оценке показателей использования зерноуборочных комбайнов и других машин, применяемых на уборке зерновых колосовых и метелочных культур, определены важнейшие факторы, влияющие на производительность зерноуборочных машин.
В уборочные сезоны 2019 и 2020 годов проведен хронометраж работы соргоубо-рочного комбайна конструкции Волгоградского ГАУ на уборке зернового сорго сорта «Премьера» со средней урожайностью в годы исследований, равной 2,08 т/га.
В уборочный сезон 2019 года соргоуборочный комбайн был оборудован жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания с одинарным пробегом ножа (рисунок 1), а в уборочный сезон 2020 года - сегментно-пальцевым режущим аппаратом с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов по патенту РФ № 2729492 (авторы Ряднов А. И., Шарипов Р. В., Бариль В. А.), (рисунок 2). Условно назовем соргоуборочный комбайн, эксплуатируемый в 2019 году и ранее, «Соргоуборочный комбайн №1», а комбайн с усовершенствованным режущим аппаратом - «Соргоуборочный комбайн №2».
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Рисунок 1 - Схема режущего аппарата жатки соргоуборочного комбайна № 1: 1 - сегмент ножа; 2 - вкладыш пальца; 3 - нажимная лапка; 4 - пластинка трения; 5 - пальцевый брус; 6 - палец; 7 - головка ножа; 5 - ложечка шатуна; 9 - направляющие крышки; 10 - спинка ножа; 11 - внутренний башмак; 12 - наружный башмак; 13 - шатун
Figure 1 - Diagram of the cutting machine of the sorghum harvester No. 1: 1 - knife segment; 2 - finger insert; 3 - presser foot; 4 - friction plate; 5 - finger bar; 6 - finger; 7 - knife head; 5 - connecting rod spoon; 9 - guide covers; 10 - knife back; 11 - inner shoe; 12 - outer shoe; 13 - connecting rod
Рисунок 2 - Схема режущего аппарата по патенту РФ № 2729492: 1 - пальцевый брус; 2 - палец; 3 - нож; 4 - цепной контур; 5 - сегмент; 6 - привод ведущей звездочки; 7 - ведущая звездочка; 8 - ведомая звездочка; 9 - датчик; 10 - блок контроля; 11 - сигнализирующее устройство; 12 - привод щетки; 13 - щетка; 14 - датчик скорости жатки; 15 - аналого-цифровой преобразователь;
16 - блок регулирования
Figure 2 - Scheme of the cutting apparatus according to the patent of Russian Federation № 2729492: 1 - timber-finger; 2 - finger; 3 - knife; 4 - chain loop; 5 - segment; 6 - drive sprocket; 7 - sprocket; 8 - sprocket driven; 9 - sensor; 10 - control unit; 11 - signaling device; 12 - motor brush; 13 - brush; 14 - speed sensor of the header; 15 - analog-to-digital converter; 16 - control unit
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Усовершенствованный режущий аппарат работает следующим образом.
При движении соргоуборочного комбайна по полю с включенным приводом цепного контура 4, сегменты 5 скашивают растения, которые подаются к режущему аппарату. Сегменты 5 перемещаются под датчиком 9. При отсутствии отказов сегментов 5, датчик 9 формирует сигнал с равномерными по частоте и амплитуде всплесками. В этом случае время прохождения сегментов 5 под датчиком 9 определяется расстоянием S, равным шагу установки сегментов 5 на цепном контуре. Это время равно ¿0±ЛЛ Блок контроля 10 не подает сигнал блоку регулирования 16 на изменение частоты вращения вала привода ножа 3. Линейная скорость сегментов 5 не изменяется и равна расчетной скорости
При расчете ¡0 принимают скорость жатки УАт>, определяемую датчиком скорости жатки 14 и преобразовываемую аналого-цифровым преобразователем 15 в цифровой сигнал, передаваемый блоку контроля 10.
При отказах одного или нескольких сегментов 5, расположенных подряд на цепном контуре 4, за заданный период контроля, т.е. при прохождении N сегментов 5 под датчиком 9, в блок контроля 10 поступает сигнал, соответствующий ^ак1. Причем, ^а. зависит от числа отказавших сегментов 5. Блок контроля 10 сравнивает ^а. с ¡0. Если ¡0, то блок контроля 10 подает сигнал блоку регулирования 16 на увеличение частоты вращения вала привода цепного контура 4 и на сигнализирующее устройство 11. Новую величину линейной скорости сегментов 5 фиксирует датчик 9, который подает сигнал блоку контроля 10. Увеличение частоты вращения вала привода цепного контура 4, а, следовательно, и линейной скорости сегментов 5 осуществляется до момента, когда = ¡о, блок контроля 10 отменяет сигнал на увеличение частоты вращения вала привода цепного контура 4. Линейная скорость сегментов 5 сохраняется на достигнутом уровне.
При поступлении сигнала в блок контроля 10, соответствующего времени ¡тт блок контроля 10 подает сигнал блоку регулирования 16 на выключение привода цепного контура 4.
Для исключения ложных срабатываний датчика 9 необходимо, чтобы сегменты 5 не были загрязнены растительными остатками, поэтому вращающаяся от привода 12 щетка 13, установленная перед датчиком 9, сметает частицы скашиваемой массы с того сегмента 5, который первым приближается к датчику 9.
Результаты и обсуждение. Часовая производительность зерноуборочных машин, как показано в работе [2], может быть теоретической (ЖТ), сменной (Жш), эксплуатационной (Жес) и фактической (Жр):
ЖТ = 0,36 ВУ, (1)
где В - ширина захвата жатки комбайна, м; У - скорость движения комбайна, м/с;
Ж ам = ЖТ там, (2)
где там - коэффициент использования времени смены;
ЖЕС = ЖТ тЕС, (3)
где тес - коэффициент использования эксплуатационного времени смены;
Жр = ЖЕС Кзон, (4)
где кзон - коэффициент зональности.
Рассмотрим, от каких факторов условий уборки зерновых колосовых и метелочных культур зависят коэффициенты там , тЕС и кзон .
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Для определения факторов, влияющих на коэффициент использования смены там , рассмотрим составляющие времени смены.
В соответствии с материалом, представленным в работах [1, 8, 12, 13], а также ГОСТ 24055 - 2016 (Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. М.: Стандартинформ, 2020) к нормативным составляющим времени смены относятся следующие элементы: основное время ТО, время на выполнение поворотов в конце гона поля (ТПОВ), технологические переезды (ТПЕР1), технологическое обслуживание (выгрузку зерна из бункера (ТВЫГ), ежесменное техническое обслуживание, заправку топливом (ТТО), перевод машины в рабочее и транспортное положение (ТПТП), проведение наладки и регулирование (ТРЕГ ), агрегатирование (ТАГр), устранение нарушения технологического процесса (ТТП ), отдых (Тотд) и переезды к месту работы и обратно (в начале и в конце смены) (ТПЕР2).
В связи с этим, время смены ТСМ составит:
Как известно, коэффициент использования смены определяется по зависимости:
Тогда, рассматривая зависимости (5) и (6), можно отметить, что увеличение значения коэффициента использования смены возможно за счет:
- приближения места временной стоянки к убираемому полю;
- обеспечения комбайнов необходимым количеством транспортных средств для выгрузки зерна из бункеров;
- использования перегружателей и накопителей зерна;
- использования сменных бункеров;
- применения способа выгрузки зерна из бункера комбайна в транспортное средство на ходу;
- выбора оптимальной разбивки поля на загоны, а также рациональных в зависимости от условий уборки способов движения и поворота зерноуборочных машин в конце гона;
- согласования плана работ по уборке полей в хозяйстве;
- организации обеда комбайнеров в полевых условиях с возможной подменой комбайнера на время обеда и отдыха во время смены;
- использования механизированных заправщиков топливом, маслами и техническими жидкостями, а также средств технического обслуживания и диагностики;
- подключения к GPS или ГЛОНАСС.
Для определения фактических значений коэффициента использования времени смены использовался материал хронометража работы одномодульного соргоуборочно-го комбайна с жаткой, оборудованной двумя типами режущего аппарата.
По результатам хронометража работы соргоуборочных комбайнов №1 и №2 получено распределение затрат времени смены по ее составляющим (таблица 1).
Во время смены не включено время, затраченное на простои соргоуборочного комбайна, связанные с устранением нарушений технологического процесса (ГОСТ 28301-2015).
Тогда коэффициент использования времени смены соргоуборочного комбайна №1 равен 0,63, а соргоуборочного комбайна №2 - 0,64.
(5)
tsm = To / Тем.
(6)
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 1 (61) 2021
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 1 - Баланс времени смены Table 1 - The balance of time shifts
Элемент времени смены / The element of time shift Значение элемента времени смены работы соргоуборочного комбайна: / Value of the sorghum harvester shift time element:
№1 №2
ч / hour % ч / hour %
Основное время, ТО / Basic time, ТО 5,04 63,00 5,15 64,38
Время на повороты, ТПОВ / Time for turns, TPOV 0,62 7,75 0,63 7,88
Время на технологические переезды, ТПЕР1 / Time for technological moves, TPER1 0,28 3,50 0,28 3,50
Время на технологическое обслуживание, ТВЫГ / The time in technology services, TWIG 1,11 13,88 1,12 14,00
Время на ЕТО, заправку топливом, ТТО / Time for ETO, refueling, ТТО 0,22 2,75 0,22 2,75
Время перевода машины в рабочее и транспортное положение, ТПТП / Time of transfer of the machine to the working and transport position, TPTP 0,04 0,5 0,02 0,25
Время на проведение наладки и регулирование, ТРЕГ / Time for adjustment and adjustment, TREG 0,18 2,25 0,07 0,87
Время агрегатирования, ТАГР / Aggregation time, VAGR - - - -
Время на устранение нарушения технологического процесса, ТТП / Time to eliminate the violation of the technological process, TTP - - - -
Время на отдых, ТОТД / Time to rest, TOTD 0,3 3,74 0,3 3,74
Время на переезды к месту работы и обратно (в начале и в конце смены), TnEP2 / Travel time to and from work (at the beginning and end of the shift), TPER2 0,21 2,63 0,21 2,63
Итого: сменное время, TCM / Total: shift time, TSM 8 100 8 100
Производительность комбайнов по намолоту зерна за один час сменного времени т/ч) определена по известной зависимости:
Жн = 0,36 (7)
где и - урожайность сорго по зерну, т/га.
Уборку сорго выполняли одномодульным экспериментальным соргоуборочным комбайном, который обмолачивал один рядок сорго, посеянного с междурядьем 0,7 м. Следовательно, В = 0,7 м.
Средняя рабочая скорость комбайна определялась по агротехническим требованиям на уборку зернового сорго. Кроме того, она была ограничена мощностью двигателя самоходного шасси Т-16М и равнялась У= 1,82 м/с.
С учетом данных, представленных выше, определено, что для соргоуборочного комбайна №1 №т= 0,60 т/ч и для комбайна №2 Жн2 = 0,61 т/ч. Из этого следует, что за смену намолачивалось в первом случае - в среднем 4,8 т или 24 бункера зерна, а во втором случае - соответственно 4,9 т и 25 бункеров.
Таким образом, только за счет использования усовершенствованной конструкции режущего аппарата жатки производительность соргоуборочного комбайна по намолоту зерна повышается на 2 %.
Коэффициент использования эксплуатационного времени смены тЕС, как известно, зависит от уровня надежности зерноуборочной машины и, в частности, от комплексного показателя надежности -коэффициента готовности Кг [2]:
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
tec - tsm • кГ . (8)
Коэффициент использования эксплуатационного времени смены характеризует уровень организации ремонтно-технической службы в сельскохозяйственном предприятии.
На основе исследований работы соргоуборочного комбайна, оборудованного жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания с одинарным пробегом ножа, в течение 6 уборочных сезонов определена наработка на отказ t0 - 10,3 ч и среднее время устранения одного отказа tv - 1,4 ч.
Тогда коэффициент готовности соргоуборочного комбайна равен:
кГ - t0 / (t0 + tv) - 0,88. (9)
В работе [10] представлен материал по исследованию показателей ремонтопригодности усовершенствованной конструкции режущего аппарата. Определено, что время восстановления сегментно-пальцевого режущего аппарата нормального резания с одинарным пробегом ножа на 0,166 ч больше, чем сегментно-пальцевого режущего аппарата с бесконечным ножевым контуром.
В связи с тем, что соргоуборочный комбайн при использовании в 2020 году отличался от комбайна, эксплуатируемого в 2019 году, лишь режущим аппаратом, то можно допустить, что наработка на отказ комбайнов не изменилась, а среднее время устранения одного отказа 4 уменьшилось на 0,166 ч. В этом случае коэффициент готовности сорго-уборочного комбайна с усовершенствованной конструкцией режущего аппарата КГ - 0,89.
Тогда коэффициент использования эксплуатационного времени смены для комбайна, оборудованного жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания с одинарным пробегом ножа tec - 0,55, а для комбайна с сегментно-пальцевым режущим аппаратом с бесконечным ножевым контуром tec - 0,57.
Результаты расчета эксплуатационной производительности WEC представлены в таблице 2.
Третий из рассматриваемых коэффициентов - коэффициент зональности кзон. Данный коэффициент зависит от почвенно-климатических условий уборки, степени адаптивности зерноуборочных машин к ним, от профессионализма комбайнеров и других факторов [2].
В связи с тем, что факторы, влияющие на величину коэффициента зональности, были неизменными для хозяйств Волгоградской области, в которых проводились исследования соргоуборочного комбайна в уборочные сезоны 2019 и 2020 годов, то принимаем для обоих вариантов кзон - 0,92 [3].
После оценки теоретической производительность Wt и определения коэффициентов tsm, tec и кзон, рассчитаны значения сменной, эксплуатационной и фактической производительности соргоуборочных комбайнов (таблица 2).
Таблица 2 - Производительность соргоуборочных комбайнов Table 2 - Productivity of sorghum harvesters
Производительность / Productivity Значение производительности соргоуборочного комбайна / The value of the sorghum harvester productivity wi2 100, % Wil
№1 №2
Теоретическая WT, га / Theoretical WT, ha 0,459 0,459 100,0
Сменная WSM, га / Replaceable WSM, ha 0,289 0,296 102,4
Эксплуатационная WEC, га / Operational Wec, ha 0,252 0,262 104,0
Фактическая WF, га / Actual WF, ha 0,232 0,241 103,9
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Представленные в таблице 2 результаты показывают, что оборудование соргоуборочного комбайна жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов повышает его производительность.
Выводы. Таким образом, сменная, эксплуатационная и фактическая производительности соргоуборочного комбайна, оборудованного жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом с бесконечным ножевым контуром и устройством контроля отказов сегментов, выше сменной, эксплуатационной и фактической производительностей сорго-уборочного комбайна, оборудованного жаткой с сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания с одинарным пробегом ножа, соответственно на 2,4; 4,0 и 3,9 %.
Библиографический список
1. Елисеев А. Г., Костомахин М. Н. Анализ сельскохозяйственной техники. Зерноуборочные и кормоуборочные комбайны // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2013. № 9. С. 20-28.
2. Жалнин Э. В. Оптимизация машиноиспользования - мощный резерв повышения эффективности сельскохозяйственного производства // Наука в Центральной России. 2013. № 1. С. 5-17.
3. Жалнин Э. В., Жилкибаев М. Ш., Пьянов В. С. К расчету типоразмерного ряда зерноуборочных комбайнов // Тракторы и сельхозмашины. 2009. № 7. С. 7-11.
4. Ломакин С. Г., Бердышев В. Е. Условия уборки зерна в Российской Федерации и обеспеченность сельскохозяйственных предприятий зерноуборочными комбайнами // Вестник Московского государственного агроинженерного университета им. В. П. Горячкина. 2016. № 4 (74). С. 11-15.
5. Маслов Г. Г. Оптимизация продолжительности уборки озимой пшеницы многофункциональным агрегатом // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 6. С. 48-51.
6. Маслов Г. Г., Палапин А. В., Ринас Н. А. Оптимизация продолжительности уборки зерновых культур и основных параметров многофункционального агрегата // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. 2014. № 2. С. 3-8.
7. Методика расчета суточного сбора зерна в зависимости от темпов уборки / В. С. Пья-нов, В. Х. Малиев, Л. И. Высочкина, М. В. Данилов // Вестник АПК Ставрополья. 2018. № 2 (30). С. 38-43.
8. Повышение эффективности уборки зерновых культур / И. В. Коношин, Р. А. Була-винцев, А. В. Волженцев, М. Р. Михайлов, А. В. Звеков // Нива Поволжья. 2019. № 4 (53). С. 141-147.
9. Ряднов А. И., Федорова О. А., Поддубный О. И. Потери зерна от увеличения сроков уборки зерновых культур // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2020. № 2(58). С. 375-384.
10. Фаронов А. С., Ряднов А. И., Федорова О. А. Сравнение режущих аппаратов соргоубо-рочного комбайна по показателям технологичности // Известия Нижневолжского агроуниверситет-ского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 3 (51). С. 349-355.
11. Худякова Е. В., Клочкова К. В. Оптимизация технико-экономических параметров организации процесса уборки зерновых культур на основе имитационного моделирования // Вестник Московского государственного агроинженерного университета имени В. П. Горячки-на. 2015. № 5 (69). С. 60-64.
12. Шабанов Н. И. Резервы повышения эффективности комбайновой уборки зерновых культур // Вестник аграрной науки Дона. 2014. Т. 4. № 28. С. 23-29.
13. Шепелев С. Д., Черкасов Ю. Б., Внуков Д. О. Эффективно использовать зерноуборочные комбайны // Сельский механизатор. 2018. № 10. С. 34-35.
14. Improvements in broom corn harvesting process / A. I. Rjadnov, V. F. Fedorenko, O. A. Fedorova, N. P. Mishurov, S. A. Davydova // Engineering Technologies and Systems. 2019. V. 29. №
4. P. 635-651.
15. Mathematical model of feeding rate and processing loss for combine harvester / D. Chen,
5. Wang, F. Kang, Q. Zhu, X. Li // Nongye Gongcheng Xuebao. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2011. V. 27(9). Р. 18-21.
№ 1 (61), 2021
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Conclusions. Thus, the replaceable, operational and actual productivity of a sorghum harvester equipped with a header with a segment-finger cutting device with an infinite knife contour and a device for monitoring segment failures is higher than the replaceable, operational and actual productivity of a sorghum harvester equipped with a header with a segmentfinger cutting device with a single knife run, respectively, by 2.4, 4 and 3.9 %.
References
1. Eliseev A. G., Kostomahin M. N. Analiz sel'skohozyajstvennoj tehniki. Zernouborochnye i kormouborochnye kombajny // Sel'skohozyajstvennaya tehnika: obsluzhivanie i remont. 2013. № 9. P. 20-28.
2. Zhalnin Je. V. Optimizaciya mashinoispol'zovaniya - moschnyj rezerv povysheniya jeffek-tivnosti sel'skohozyajstvennogo proizvodstva // Nauka v Central'noj Rossii. 2013. № 1. P. 5-17.
3. Zhalnin Je. V., Zhilkibaev M. Sh., P'yanov V. S. K raschetu tiporazmernogo ryada zernouborochnyh kombajnov // Traktory i sel'hozmashiny. 2009. № 7. P. 7-11.
4. Lomakin S. G., Berdyshev V. E. Usloviya uborki zerna v Rossijskoj Federacii i obespechennost' sel'skohozyajstvennyh predpriyatij zernouborochnymi kombajnami // Vestnik Moskovskogo gosudar-stvennogo agroinzhenernogo universiteta im. V. P. Goryachkina. 2016. № 4 (74). P. 11-15.
5. Maslov G. G. Optimizaciya prodolzhitel'nosti uborki ozimoj pshenicy mnogofunkcion-al'nym agregatom // Traktory i sel'hozmashiny. 2016. № 6. P. 48-51.
6. Maslov G. G., Palapin A. V., Rinas N. A. Optimizaciya prodolzhitel'nosti uborki zernovyh kul'tur i osnovnyh parametrov mnogofunkcional'nogo agregata // Vestnik GGTU im. P. O. Suhogo. 2014. № 2. P. 3-8.
7. Metodika rascheta sutochnogo sbora zerna v zavisimosti ot tempov uborki / V. S. P'yanov, V. H. Maliev, L. I. Vysochkina, M. V. Danilov // Vestnik APK Stavropol'ya. 2018. № 2 (30). P. 38-43.
8. Povyshenie jeffektivnosti uborki zernovyh kul'tur / I. V. Konoshin, R. A. Bulavincev, A. V. Volzhencev, M. R. Mihajlov, A. V. Zvekov // Niva Povolzh'ya. 2019. № 4 (53). P. 141-147.
9. Ryadnov A. I., Fedorova O. A., Poddubnyj O. I. Poteri zerna ot uvelicheniya srokov uborki zernovyh kul'tur // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee pro-fessional'noe obrazovanie. 2020. № 2(58). P. 375-384.
10. Faronov A. S., Ryadnov A. I., Fedorova O. A. Sravnenie rezhuschih apparatov sor-gouborochnogo kombajna po pokazatelyam tehnologichnosti // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouni-versitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2018. № 3 (51). P. 349-355.
11. Hudyakova E. V., Klochkova K. V. Optimizaciya tehniko-jekonomicheskih parametrov organizacii processa uborki zernovyh kul'tur na osnove imitacionnogo modelirovaniya // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta imeni V. P. Goryachkina. 2015. № 5 (69). P. 60-64.
12. Shabanov N. I. Rezervy povysheniya jeffektivnosti kombajnovoj uborki zernovyh kul'tur // Vestnik agrarnoj nauki Dona. 2014. T. 4. № 28. P. 23-29.
13. Shepelev S. D., Cherkasov Yu. B., Vnukov D. O. Jeffektivno ispol'zovat' zernouborochnye kombajny // Sel'skij mehanizator. 2018. № 10. P. 34-35.
14. Improvements in broom corn harvesting process / A. I. Rjadnov, V. F. Fedorenko, O. A. Fedorova, N. P. Mishurov, S. A. Davydova // Engineering Technologies and Systems. 2019. V. 29. №
4. P. 635-651.
15. Mathematical model of feeding rate and processing loss for combine harvester / D. Chen,
5. Wang, F. Kang, Q. Zhu, X. Li // Nongye Gongcheng Xuebao. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2011. V. 27(9). P. 18-21.
Authors Information
Ryadnov Alexey Ivanovich, Professor of the Department "Operation and technical service of machines in agriculture", Volgograd state agrarian University (400002, southern Federal district, Volgograd region, Volgograd, 26 Universitetskiy Ave.), honored worker of the higher school of the Russian Federation, doctor of agricultural Sciences, Professor.
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2364-4944. E-mail: [email protected];
№ 1 (61), 2021
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Fedorova Olga Alekseevna, Professor of the Department of "Technical systems in agriculture", Volgograd state agrarian University (400002, southern Federal district, Volgograd region, Volgograd, 26 Universi-tetskiy Ave.), Doctor of Technical Sciences, associate Professor, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2615-1101, E-mail: [email protected];
Sharipov Renat Vilevich, Associate Professor of the Department "Operation and technical service of machines in agriculture", Volgograd state agrarian University (400002, southern Federal district, Volgograd region, Volgograd, 26 Universitetskiy Ave.), Candidate of Technical Sciences, associate Professor, ORCID: https://orcid.org/0000 - 0001 - 6671 - 5357, E - mail: [email protected]; Baril Vadim Alekseevich, Graduate student of the Department "Operation and technical service of machines in agriculture", Volgograd state agrarian University (400002, southern Federal district, Volgograd region, Volgograd, 26 Universitetskiy Ave.),
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4781-2757. E-mail: [email protected].
Информация об авторах Ряднов Алексей Иванович, профессор кафедры «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, Южный федеральный округ, Волгоградская обл., г. Волгоград, пр. Университетский, д. 26.), Заслуженный работник высшей школы РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ORCID: https://orcid.org/0000 - 0003 - 2364 - 4944. E - mail: [email protected]; Федорова Ольга Алексеевна, профессор кафедры «Технические системы в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, Южный федеральный округ, Волгоградская обл., г. Волгоград, пр. Университетский, д. 26.), доктор технических наук, доцент, ORCID: https://orcid.org/0000 - 0002 - 2615 - 1101, E - mail: foa [email protected];
Шарипов Ренат Вильевич, доцент кафедры «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, Южный федеральный округ, Волгоградская обл., г. Волгоград, пр. Университетский, д. 26.), кандидат технических наук, доцент,
ORCID: https://orcid.org/0000 - 0001 - 6671 - 5357, E - mail: [email protected]; Бариль Вадим Алексеевич, аспирант кафедры «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» (400005, Южный федеральный округ, Волгоградская обл., г. Волгоград, пр. им. Ленина, 28), ORCID: https://orcid.org/0000 - 0002 - 4781 - 2757. E - mail: [email protected].
DOI: 10.32786/2071-9485-2021-01-43 GEOINFORMATIONAL ASSESSMENT OF AGRO-LANDSCAPES AT THE TEST RANGE «BLACK LANDS»
I.A. Komarova, E.A. Ivantsova
Volgograd State University, Volgograd Received 16.01.2021 Submitted 10.03.2021
Abstract
Introduction The change in the state of geosystems in semi-desert conditions in natural conditions goes through the stages of natural change in the state associated with the manifestations of a decrease in the projective cover in unfavorable conditions and restoration under favorable conditions. At the same time, irrational anthropogenic use of lands leads to critical degradation of the ecosystem, accompanied by a deterioration in both quantitative and qualitative characteristics of agricultural landscapes. The processes of restoration of the natural state of ecosystems are long in time and can take from several to thousands of years. In this regard, an important scientific task is to study the state of agricultural landscapes and their changes. Materials and methods. The study is based on geoinformation analysis of remote sensing data from space - Sentinel 2 satellite images and «SRTM terrain model». Results and Conclusions. As a result of geoin-formation research, the main characteristics of the lands were established. The soil conditions at the polygon are represented by low-humus, thin brown soils in combination with sands (72% of the landfill area) and sandy massifs (28%). Natural plant associations of Sarepta feather grass (Stipa sareptana), fescue (Festuca valesiaca), wheatgrass (Agropyron pectinatum), white wormwood (Artemisia lercheana), ebelek (Ceratocarpus arenarius) and tyrsa (Stipa capillata) have a projective cover from 5 to 10% On brown soils over 25%. The phytomeliation carried out about 40 years ago by planting gray teresken (Krascheninnikovia ceratoides) made it possible to stop the negative processes of desertification, and gray teresken proved to
