CC BY
1
УДК 631.354.2
4.3.1 - Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса (технические науки)
РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЗАЗОРА В ОЧЕСЫВАЮЩИХ ГРЕБЕНКАХ
Коровина Виктория Александровна соискатель
РИНЦ БРШ-код: 5296-9603 Институт «Агротехнологическая академия» (структурное подразделение) Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», Симферополь, Республика Крым, Россия
В статье представлен технологический процесс полевой установки «МИКО-1», предназначенной для проведения экспериментальных исследований по уборке семенной пшеницы методом обмолота растений на корню
Ключевые слова: ОЧЕСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ПОЛЕВАЯ УСТАНОВКА, СЕМЕННАЯ ПШЕНИЦА, ОЧЕСЫВАЮЩАЯ ГРЕБЕНКА, БАРАБАН
UDC 631.354.2
4.3.1 - Technologies, machinery and equipment for the agro-industrial complex (technical sciences)
RESULTS OF FIELD STUDIES TO DETERMINE THE GAP IN COMBING COMBS
Korovina Victoria Alexandrovna applicant
RSCI SPIN-code: 5296-9603 Institute "AgrotechnologicalAcademy" (structural unit) Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Simferopol, Republic of Crimea, Russia
The article presents the technological process of the field installation "MIKO-1" intended for conducting experimental studies on the harvesting of seed wheat by the method of threshing plants on the root
Keywords: COMBING DEVICE, FIELD INSTALLATION, SEED WHEAT, COMBING COMB, DRUM
http://dx.doi.org/10.21515/1990-4665-192-023
Введение. Среди всех регионов России неоспоримое первенство по возделыванию пшеницы прочно удерживают Краснодарский и Ставропольский край, а также Ростовская область. На их долю приходится в общей сложности более 22% всего обмолота в стране. В соответствии с указом президента РФ от 21.01.2020 №20 «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации», уровень продовольственной безопасности, характеризующий продовольственную независимость относительно самообеспечения семенами самых важных сельскохозяйственных растений отечественной селекции, должен быть не ниже 75%. Разработка и модернизация средств механизации в современном АПК направлено, главным образом, на повышение
урожайности агропромышленных культур с одновременным уменьшением энергозатрат, расхода ГСМ и снижение негативного влияния на окружающую среду.
Цель исследований. Целью исследований является установление взаимосвязи между показателями качества работы очёсывающего устройства и зазором в очёсывающих гребёнках.
Материалы и методы исследований. Объект исследований -технологический процесс обмолота зерновых культур методом очёса колосьев на корню. Предмет исследований - зависимости качественных показателей уборки семенной пшеницы от геометрических и режимных параметров работы очёсывающей жатки. Полевые испытания осуществлялись с использованием методов сравнения, математического анализа, планирования эксперимента. Для статистической обработки полученных опытных данных применялись программы Microsoft Excel, MatCAD, AvtoCAD [1]. Это было необходимо для подтверждения достоверности результатов теоретических исследований. Осуществлена проверка модели на адекватность и воспроизводимость процесса. Также было составлено уравнение регрессии в раскодированном виде, которое отражает характер зависимости показателей качества работы очёсывающего устройства от зазора между гребёнками.
Результаты исследования. Исследуемое очёсывающее устройство навешивалось на экспериментальный комбайн «МИКО-1». Общая схема агрегата представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема комбайна с очёсывателем «МИКО-1»: 1 - передний кожух очёсывающего устройства; 2 - очёсывающий барабан с гребёнками;
3 - материалопровод; 4 - двигатель дизельный; 5, 11 - колёса; 6 - рама навески жатки; 7 - руль; 8 - сиденье; 9 - переходник; 10 - бункер
Конструкция экспериментального рабочего органа зерноуборочного комбайна была разработана на базе однобарабанной модификации очёсывающего устройства. Основными рабочими узлами опытного агрегата являются очёсывающее устройство МИКО-1 (модуль инерционно-комбинированный очесывающий) 1, мотоблок с дизельным двигателем 4, бункером 10 и материалопровод 3. Привод рабочих органов осуществляется от дизельного двигателя 4 через редуктор и ременную передачу.
На полевую экспериментальную установку были установлены гребёнки с изменяющимися зазорами по длине пальца с овальными зазорами.
Учитывая результаты теоретических исследований, использовали гребенки с разными зазорами 0,008 м и 0,016 м (рисунок 2).
Рисунок 2 - Гребёнки с изменяющимися зазорами по длине пальца Перед проведением полевых испытаний была произведена агрооценка опытного участка. При его подготовке к экспериментам осуществлялись специальные прокосы комбайном «САМПО-2010». Общий вид этого агрегата представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 - Комбайн для подготовки опытного участка
«САМПО-2010»
При подготовке опытного участка необходимо было контролировать, чтобы ширина прокоса не превышала ширину захвата «МИКО-1», т.е. не более одного метра, как это показано на рисунке 4.
а) б)
Рисунок 3 - Поле после прохода комбайна «САМП0-2010», подготовленное к работе «МИКО-1»: а - до прохода «МИКО-1»; б - после прохода «МИКО-1» После проезда проводили контрольные замеры и отборы проб для определения качественных показателей уборки. К ним относятся:
- потери зерна осыпью, %:
=-^--100%; (1)
1000 • Ыз£/ Бз + goб ' ^
- потери за очёсывающим устройством, %:
^о = ^ н+^ос;
(2)
- дроблённого и обрушенного зерна в бункере, %:
Лдбз = 100%.
(3)
При проведении экспериментальных исследований перед каждым опытом осуществляли регулировку экспериментальной установки на заданные геометрические и режимные параметры. Во время работы очёсывающего устройства частота вращения барабана измерялась с помощью датчика Холла. Её значения составляли п1= 540 мин'1 и п2=700 мин'1. Перед проведением каждого опыта, обозначаемого порядковым номером, на установке монтировались гребёнки с различными зазорами.
Полевые исследования очёсывающего устройства осуществлялись согласно методике планирования многофакторного эксперимента. Это связано с тем, что процесс очёса колосьев пшеницы зависит от одновременного воздействия нескольких факторов. Уровни их варьирования были выбраны, исходя из результатов теоретических исследований [3] и внесены в таблицу 1.
Таблица 1 - Уровни варьирования факторов
№ Факторы Обозначения Уровни факторов
п/п -1 +1
1 Частота вращения очёсывающего барабана, -1 мин Xi 540 700
2 Зазоры в гребенках, м Х2 0,008 0,016
Эксперименты проведены с 3-хкратной повторностью. Параметром оптимизации являлись потери зерна осыпью (у). Матрица планирования и результаты проведения экспериментов представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Матрица планирования и результаты эксперимента
CÖ Вектор выхода Y
Н ы С о Xq Х1 Х2 Х1Х2 Повторности Среднее значение
£ Y1 Y2 Y3 Y 1 ср
1 + — — + Y11= 2,03 Y12= 2,21 Y13= 2,1 ^р!= 2,11
2 + + — — Y21= 1,95 Y22= 1,85 Y23= 1,81 Yср2= 1,87
3 + — + — Y31= 2,52 Y32= 2,48 Y33= 2,45 Yсрз= 2,48
4 + + + + Y41= 2,57 Y42= 2,53 Y43= 2,66 ^р4= 2,59
После проведения полнофакторного эксперимента была произведена математическая обработка полученных результатов. Это осуществлялось для проверки воспроизводимости процесса, значимости коэффициентов регрессии и адекватности линейной модели.
Уравнение регрессии для проведённого эксперимента в общем виде выглядит следующим образом:
_у=2,263 3-0,03 5х1+0,2716х2-0,8666х1 х2.
(4)
После проверки коэффициентов регрессии на значимость:
^=2,2633+0,2716х2. (5)
В результате раскодирования факторов уравнение регрессии приобрело следующий вид:
Y=1,74+5,93 75z, (6)
где Y - процент потерь осыпью; z - зазор в гребёнках, м. Зависимость, полученная в результате сравнительных исследований, не обеспечивает возможность установить чёткую взаимосвязь между показателями работы комбайна и параметрами очёсывающего устройства. В связи с этим возникла потребность осуществления однофакторного эксперимента. Необходимо было определить зависимость процента потерь осыпью от зазора в гребёнках. Взаимосвязь между этими двумя показателями описывается эмпирическим уравнением и графиком, представленными на рисунке 4.
у%
2,45 2.4 2.35 2,3 2.25 2,2 2,15 2,1 2,05
Рисунок 4 - Зависимость процента потерь зерна осыпью от зазоров между
зубьями гребёнок
Выводы. Зависимость, установленная в результате проведения полевых исследований, свидетельствует о том, что потери зерна осыпью повышаются до 2,45% при увеличении зазора в гребёнках от 0,008 м до 0,016 м. Данный показатель объясняется воздействием на хлебную массу неконтролируемого воздушного потока, создаваемого очёсывающим барабаном. В результате этого возникает потребность проведения исследований его параметров, влияющих на характеристики воздушного потока.
Данные, полученные в результате осуществления полевых опытов, показали, что при уборке зерновых культур зазор между гребенками должен устанавливаться не менее 0,08..0,12 м. Это обеспечивает потери зерна осыпью менее 2%. Для описания взаимосвязи данного показателя и зазора между гребёнками было получено эмпирическое уравнение: у=257 -1,47+2,052. При этом достоверность опытов равна Я2=0,9991. Погрешность проведения экспериментов составляет менее 5%.
Библиографический список
1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий: монография / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.
2. Коровина В.А. Теоретическое обоснование геометрических параметров гребёнок очесывающего барабана для обмолота семенных участков пшеницы /Коровина В.А.// Национальный вестник Республики Крым. 2022.№3. С. 324-330.
3. Коровина В.А. Параметры и режимы работы очесывающего устройства для уборки семенных посевов пшеницы : монография / Е. В. Труфляк, В. А. Коровина, А. М. Машков.- Краснодар : КубГАУ, 2023. - 97 с.
References
1. Adler, Ju.P. Planirovanie jeksperimenta pri poiske optimal'nyh uslovij: monografija / Ju.P. Adler, E.V. Markova, Ju.V. Granovskij. - M.: Nauka, 1976. - 279 s.
2. Korovina V.A. Teoreticheskoe obosnovanie geometricheskih parametrov grebjonok ochesyvajushhego barabana dlja obmolota semennyh uchastkov pshenicy /Korovina V.A.// Nacional'nyj vestnik Respubliki Krym. 2022.№3. S. 324-330.
3. Korovina V.A. Parametry i rezhimy raboty ochesyvajushhego ustrojstva dlja uborki semennyh posevov pshenicy : monografija / E. V. Trufljak, V. A. Korovina, A. M. Mashkov.- Krasnodar : KubGAU, 2023. - 97 s.
