CC BY
60
n = 50 45 40 35 30 t c
град
Рис. 2. Номограмма для определения угла а( поворота цилиндра за время < опрокидывания зерновки из ячейки
щения рабочего органа. На номограмме стрелками показано определение угла at поворота цилиндра за время выпадения зерновки длиной 9 мм из ячейки триерного цилиндра диаметром D = 0,6 м при частоте его вращения n = 45 мин1. Получено значение угла at = 24° (см. рис. 2).
С учетом найденных по номограммам значений углов ано и at угол выпадения зерновки из ячейки триерного цилиндра, согласно выражению (1), составит 42° (18° + 24°). Значения угла выпадения зерновок из ячеек лабораторного триера, определенные расчетным путем и скоростной съемкой, различаются незначительно.
Анализ траекторий полета длинных и коротких зерен после выпадения из ячеек показал, что переднюю кромку лотка овсюжного цилиндра с ячейками диаметром 8,5 мм триерного блока ЗАВ-10 90000А и БТЦ-700 при частоте его вращения 45 мин1 необходимо установить к горизонтальному диаметру рабочего органа под углом 55.. .60° (в зависимости от
засоренности зерна), кукольного цилиндра с ячейками диаметром 5,6 мм — под углом 50.. .55°.
Использование разработанной схемы вторичной очистки семян позволит повысить эффективность их очистки на 20.30 % и получить высококачественный семенной материал.
Выводы
1. Зерна пшеницы при вторичной очистке и триеровании необходимо обрабатывать на сортировальном решете с продолговатыми отверстиями шириной
2.2...2.4 мм, на решете с продолговатыми отверстиями шириной
3.0.3.25 мм для выделения сходом с решета наиболее крупных
семян татарской гречихи, сочетающихся с семенами основной культуры по длине, и в триерных цилиндрах с ячейками диаметром 8,5 и 5,6 мм при определенных положениях передних кромок их лотков.
2. Разработан метод определения угла выпадения зерен из ячеек триерных цилиндров. На основе анализа траекторий полета длинных и коротких зерен после выпадения из ячеек триерных цилиндров обосновано положение передних кромок их лотков.
Список литературы
1. Абидуев, А.А. Интенсификация процесса сепарации семенного зерна: Монография / А.А. Абидуев. — Улан-Удэ: БГСХА, 2007. — 131 с.
2. Евдокимов, В.Ф. Повышение производительности цилиндрического триера / В.Ф. Евдокимов / Сб. науч. тр. — Рига: РИСХМ, 1962. — Вып. 15. — С. 62-68.
3. Абидуев, А.А. Исследование процесса выпадения зерна из ячеек триерных цилиндров / А.А. Абидуев // Сиб. вестник с.-х. науки. — 1989 г. — С. 107-108.
УДК 658.7.631.1
М.В. Кузьмин, канд. техн. наук, профессор
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный заочный университет»
ЗНАЧЕНИЕ ИДЕЙ В.П. ГОРЯЧКИНА ДЛЯ СОЗДАНИЯ НОВЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
Академик В.П. Горячкин установил, что развитие любых явлений происходит по Б-образной кривой. В развитии любого объекта имеется три стадии: 1 — увеличение темпа роста, 2 — интенсивное развитие,
3 — замедление развития [1]. По данным многих исследователей развитие сельскохозяйственной техники находится на третьей стадии, поэтому совершенствование ее за счет улучшения существующих схем
и рабочих органов связано с усложнением конструкции и уменьшением прироста основных показателей эффективности на единицу совокупных затрат ресурсов, затраченных на улучшение. К сожалению в настоящее время совершенствование сельскохозяйственной техники, за немногими исключениями, ведется именно этими методами со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.
Несомненно значительного эффекта можно достичь от внедрения машин с принципиально новыми рабочими органами, имеющих значительно большую удельную производительность и выполняющих работу с лучшими технологическими показателями.
Поэтому стратегическим направлением развития аграрной науки в области механизации считается создание новых высокоэффективных машинных технологий возделывания и уборки сельскохозяйственных культур, а также разработка научных основ конструирования техники нового поколения [2], в том числе новых форм рабочих органов. Однако этот процесс сдерживается отсутствием научно-обоснованных методов определения (выбора) перспективных схем рабочих органов, позволяющих доказательно обосновывать их работоспособность и преимущества до разработки технических решений.
Для определения тенденций развития сельскохозяйственной техники в настоящее время широко используют научно-техническое прогнозирование, но при этом анализируют и оценивают уже технически законченные решения. При прогнозировании технических решений на самой ранней стадии их разработки в качестве источников информации используют патенты и авторские свидетельства, т. е. материал предконструкторского характера. К сожалению разработчики принципиально новых процессов, способов и устройств подобного материала не имеют, что значительно затрудняет их работу.
Научная основа решения данной задачи—установленная академиком В.П. Горячкиным общность формы рабочих органов, так как они могут быть получены развитием пространственного трехгранного клина [1]. На основе этого положения разработан метод прогнозирования новых форм рабочих органов с использованием математической теории отношений толерантности (метод аналитического прогнозирования).
Множество М рабочих органов с заданным отношением толерантности т образует пространство толерантности М т. Пространство толерантности есть пара M т. Условие толерантности означает, что если X характеризуется признаками (свойствами) х1, х2,..., Xj,..., т. е. X(x1, x2,..., Xj,...), а Y(y1, у2,..., Уj), то при X Л Y ф 0 имеет место совпадение нескольких признаков: Зxi = у; или, в крайнем случае, любого одного признака. Следовательно, отношение толерантности может быть задано набором
признаков таким образом, что элементы (объекты) с общими несколькими (или хотя бы одним) признаками являются толерантными [3]. Каждый рабочий орган характеризуется кортежем 51, S2,..., элементы которого принадлежат множеству L: X1(S1),
Х».. ад.
Каждый кортеж состоит из набора элементов, характеризующих рабочий орган:
3 = (^1 и ^2,...,и^ш; и ^2,...,иОж), (1)
где Fjj — функция, описывающая закономерность взаимодействия рабочего органа с обрабатываемой средой, уравнение движения и др.; и — знак совокупности, дизъюнкция без «или»; — свойство или параметр рабочего органа.
Совокупность ^(Х^ и Fi2( Х^,..., и ^ш( Х{)
т
для кратности запишем в виде [JFj(X^. Совокуп-
У=1 К
ность свойств в выражении (1) запишем как и °,г
В данной записи оператор заменяет оператор ^.
С учетом этих обозначений
(т К \
у^исД.. (2)
Условие Х{, Xj... с Мт выполняется, если Si л Sj Ф 0 при I,у = 1, 2,.
Таким образом, метод аналитического прогнозирования основан на положении В.П. Горячкина об основополагающем значении трехгранного пространственного клина.
Дополнительно В.П. Горячкин установил, что наиболее общей формой рабочих органов в пространстве трех измерений является винтовая поверхность [1]. Поэтому при определении форм перспективных рабочих органов за отношение толерантности принята винтовая рабочая поверхность. Рабочие органы с таким отношением толерантности должны иметь форму шнека; это и было принято за прототип. При трансформации шнека за счет изъятия вала были получены безвальные спиральновинтовые рабочие органы, имеющие значительные преимущества по сравнению как со шнековыми, так и существующими [4]. Возможные области применения безвальных спирально-винтовых рабочих органов: корпуса плугов, рабочие органы лущильников, мелиоративных машин и др.; режущие аппараты косилок, зерно- и кормоуборочных комбайнов; молотильно-сепарирующие устройства; сепараторы почвы картофелеуборочных машин; непрерывно действующий уплотнитель сенных и других прессов; промежуточные, выгрузные и другие транспортеры кормо- и зерноуборочных комбайнов, машин для послеуборочной обработки зерна и др.
87
Прогнозированием установлена также перспективность цилиндрических сепарирующих рабочих органов (соломосепараторов, решет и триеров) с гибкой разделяющей поверхностью и участком обратной кривизны. Новые рабочие органы должны обеспечивать ресурсосбережение. По мнению автора, энергоемкость безвальных спиральновинтовых рабочих органов будет на 30.50 % меньше, чем у применяемых в настоящее время. Опытами установлено, что энергоемкость сепарирующих рабочих органов, в частности триеров с гибкой разделяющей поверхностью и участком обратной кривизны, на определенных режимах работы меньше, чем триера с жестким цилиндром (рисунок).
При оценке перспективности безвальных спирально-винтовых рабочих органов возникает еще один важный вопрос. Является ли эта форма одной из многих возможных или базовой и наиболее общей? Ответ на этот вопрос дает положение В.П. Горячкина о том, что винтовая поверхность является наиболее общей формой рабочего органа и никаких других форм в пространстве трех измерений быть не может.
Итак, на базе идеи В.П. Горячкина об основополагающем значении трехгранного пространственного клина и винтовой поверхности определены общие формы перспективных рабочих органов, которые можно использовать для разработки сельскохозяйственной техники нового поколения.
Список литературы
1. Горячкин, В.П. Собрание сочинений. Том 1. — М.: Колос, 1965.
2. Концепция развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской Феде-
N, кВт
Энергоемкость N триера-овсюгоотборника в зависимости от удельной производительности Ц и частоты вращения барабана:
1 — при очистке 1 кг зерна с использованием гибкой ячеистой ленты, имеющей участок обратной кривизны;
2 — при очистке 1 кг зерна триером ЗАВ-10.90000А при Q = 1,18 т/(м2-ч) и п = 45 мин-1; 3, 4 — энергоемкость
холостого хода щеточного отражателя и цилиндра триера с гибкой ячеистой лентой, отнесенная к 1 м2 ячеистой ленты
рации на период до 2025 года. — М.: Росинформагротех, 2007.
3. Шрейдер, Ю.А. Равенство, сходство, порядок. — М.: Наука, 1971.
4. Кузьмин, М.В. Нетрадиционные рабочие органы сельскохозяйственных машин // Техника в сельском хозяйстве. — 2006. — № 6. — С. 23-28.
УДК 631.3; (629.367:631.15)(571.6)
А.В. Липкань, зав. отделом «Уборочные машины»
А.Н. Панасюк, канд. техн. наук, директор
Государственное научное учреждение «Дальневосточный научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства»
М.В. Канделя, канд. техн. наук, генеральный конструктор
Закрытое акционерное общество «Биробиджанский комбайновый завод «Дальсельмаш»
ЗОНАЛЬНЫЙ АСПЕКТ ИННОВАЦИОННОЙ ПОЛИТИКИ В МАШИННОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Характерная особенность зонального машинного земледелия, определяемая экстремальными почвенно-климатическими факторами — проведение уборочных, а иногда и посевных работ в условиях переувлажнения почвы. Это определяет и основное требование к зональной уборочно-транспортной
88
технике и значительной части тракторов — наличие гусеничного хода.
Согласно результатам поисковых научноисследовательских работ [1, 2, 3] наиболее перспективными в плане функционально-экологического совершенствования на сегодня являются гусенич-
