Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ОЧЁСЫВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА НА КАЧЕСТВО ОЧЁСА

Сахаров В.А. 1 Кувшинов А.А. 1 Мазнев Д.С. 1 Панасюк А.Н. 1
1 ФГБНУ «Дальневосточный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства»
Преимуществами уборки сельскохозяйственных культур методом очёса являются: накопление почвенной влаги на полях, убранных очёсом; повышение производительности уборочного процесса; снижение зависимости от погодных условий; сокращение некоторых видов сорных растений и их количества на полях. Уборка очёсом является не просто отдельным процессом продуктового адаптера, но собственно совершенной технологией, представляющей собой комплексную систему сбора и обработки урожая и подготовки поля. В целях изучения возможности использования метода очёса при уборке сои проведены исследования тремя конструкциями гребенок при различных режимах работы трактора Т-150К с экспериментальной очёсывающей жаткой. Проведен анализ потерь за ЛПУ и потерь от неочёса при изменении частоты очёсывающего барабана и рабочей скорости движения, получены уравнения регрессии и построены поверхности отклика по видам потерь. Намечены действия для дальнейших исследований, направленные на снижение потерь после прохода жатки и представлена схема доработанной экспериментальной очёсывающей жатки, которая имеет следующие особенности: использование битера; уменьшенный диаметр очёсывающего барабана; измененная форма корпуса; использование гребенок с изменяемой кинематикой движения, что позволяет найти оптимальные конструктивно-режимные параметры очёсывающей жатки, отвечающие агротехническим требованиям на механизированную уборку сои.
уборка
метод очёса
соя
гребенка
1. Канделя М.В. Жатка для очёса сельскохозяйственных культур на корню / М.В. Канделя, П.А. Шилько, А.Н. Панасюк, В.М. Ширяев, А.В. Липкань // Техника и оборудование для села. – 2016. – № 7. – С. 10–12.
2. Леженкин А.Н. Технологии уборки зерновых методом очёсывания на корню: состояние и перспективы / А.Н. Леженкин, В.И. Кравчук, А.С. Кушнарев; М-во аграр. политики Украины, Укр. НИИ прогнозирования и испытания техники и технологий для с.-х. пр-ва им. Леонида Погорелого, Таврич. гос. агротехнол. ун-т. – Белая Церковь (Киев. обл.): Белоцерков. кн. ф-ка, 2010. – 399 с.
3. Мкртчан С.Р. Очесывающие жатки: состояние и перспективы развития / С.Р. Мкртчан, В.Д. Игнатов, Э.В. Жалнин, Н.И. Стружкин // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2013. – № 4. – С. 20–21.
4. Жалнин, Э.В. Уборка с очесом на корню: за и против // Сельский механизатор. – 2013. – № 8. – С. 10–12.
5. Бурьянов А.И. Технологии и средства для уборки зерновых культур: настоящее и перспективы / А.И. Бурьянов, М.А. Бурьянов, А.И. Дмитриенко // Техника и оборудование для села. – 2012. – № 7. – С. 8–11.

Существенной разницей между технологией уборки комбайнами «классической» компоновки и технологией уборки очёсом является то, что при очёсе стерня остается на поле и решает вопросы влагосбережения и влагонакопления [1].

Для Дальнего Востока (и, в частности, для Амурской области), где весной ощущается дефицит влаги, этот способ особенно актуален. Поля, убранные очёсом, могут успешно обрабатываться дискованием (двойным проходом агрегатов), либо при необходимости засеваться последующими культурами с применением стерневых сеялок без предварительной обработки почвы. В этом случае стеблестой защищает почву от разогрева солнечными лучами и испарения влаги.

Пожнивные остатки формируют почвозащитное покрытие. Оно противостоит эрозии почвы, сохраняет влагу, препятствуют развитию сорняков. Мульча из пожнивных остатков создает разность температур – воздуха и верхнего слоя почвы, что обуславливает появление конденсата на поверхности поля (так называемый «сухой полив»), играет роль температурного стабилизатора и позволяет воздуху свободно циркулировать в системе «почва – атмосферный воздух».

Уборка очёсом является не просто отдельным процессом продуктового адаптера, но собственно совершенной технологией, представляющей собой комплексную систему сбора и обработки урожая и подготовки поля [2, 3]. Главное – она позволяет возделывать сою и зерновые культуры по стерне. Такая совершенная технология предусматривает выполнение только четырех основных агротехнических операций: внесение гербицидов (глифосатов) перед посевом (с осени или весной); посев семян специальной сеялкой для прямого посева, не разрушая поверхности поля; внесение гербицидов по вегетации и уборку [4, 5].

Еще одно преимущество уборки очёсом – повышение производительности и снижение зависимости от погодных условий, принципиальная возможность осенней обработки почвы из-под сои за счет сокращения сроков уборки.

Цель работы: изучить возможность использования метода очёса при уборке сои.

Материалы и методы исследования

Объект исследования – технологическая уборка сои, осуществляемая очёсывающей жаткой. Проведены полевые исследования разработанными в ФБГНУ ДальНИИМЭСХ конструкциями очёсывающих гребенок на сорте сои «Лидия»:

– гребенка, изогнутая по эвольвенте, имеющая толщину 4 мм и радиальный паз диаметром 10 мм (рис. 1, вид а);

– плоская гребенка, имеющая толщину 4 мм, радиальный паз диаметром 10 мм и заточку боковых зубьев 450 (рис. 1, вид б);

– гребенка, изогнутая по эвольвенте, имеющая толщину 2 мм и радиальный паз диаметром 5 мм (рис. 1, вид в).

Частота вращения очёсывающего барабана задавалась значениями: 250 об/мин; 350 об/мин; 450 об/мин
на разных скоростях движения трактора: 5 км/час,
7 км/час, 9 км/час.

Экспериментальная очёсывающая жатка агрегатировалась с трактором Т-150К (рис. 2).

sah1a.tif sah1b.tif sah1c.tif

1) 2) 3)

Рис. 1. Варианты очёсывающих гребенок: 1) изогнутая гребенка, 2) плоская гребенка, 3) изогнутая гребенка

sah2.tif

Рис. 2. Работа Т-150К с экспериментальной очёсывающей жаткой на опытном поле

В зависимости от высоты растения сои обтекатель очёсывающей жатки устанавливался относительно барабана с регулировкой по вертикали и горизонтали для выбора оптимального угла наклона стебля при захвате его гребенками в зоне прикрепления первого нижнего боба от поверхности почвы.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенного эксперимента установлено, что гребенка, изогнутая по эвольвенте толщиной 4 мм и с радиальным пазом, показала лучшие результаты по очёсу растений сои.

В результате отсеивающего эксперимента был проведен анализ потерь от неочёса и получено уравнение регрессии (1).

ПН = 71,985 – 7,643•vр – 0,166•n + 0,01875•vр•n. (1)

Дополнительно был проведен эксперимент для нахождения потерь после прохода экспериментальной очёсывающей жатки (табл. 2).

Таблица 1

Результаты потерь от неочёса (гребенка 1)

Факторы в натуральном масштабе

Факторы в безразмерной системе

Выход
(потери от неочёса, %)

yiср

№ опыта

Х1, скорость, км/ч (vp)

Х2, обороты, об/мин (n)

x0

x1

x2

x1⋅x2

yi1

yi2

yi3

1

4,6

250

+1

–1

–1

+1

16,74

17,31

15,98

16,74

2

9,2

250

+1

+1

–1

–1

2,38

3,74

2,83

2,98

3

4,6

450

+1

–1

+1

–1

1,07

0,79

0,95

0,94

4

9,2

450

+1

+1

+1

+1

4,29

4,91

4,72

4,64

Таблица 2

Результаты потерь за жаткой (гребенка 1)

Факторы в натуральном масштабе

Факторы в безразмерной системе

Выход (общие потери, %)

yiср

№ опыта

Х1, скорость, км/ч (vp)

Х2, обороты, об/мин (n)

x0

x1

x2

x1⋅x2

yi1

yi2

yi3

1

4,6

250

+1

–1

–1

+1

15,82

15,43

16,13

15,8

2

9,2

250

+1

+1

–1

–1

16,31

14,44

15,16

15,3

3

4,6

450

+1

–1

+1

–1

16,24

18,54

18,02

17,6

4

9,2

450

+1

+1

+1

+1

20,99

20

21,39

20,79

5

7

350

+1

0

0

0

11,68

11,82

13,72

12,4

6

9,2

350

+1

+1

0

0

17,61

15,88

13,91

15,8

7

7

450

+1

0

+1

0

19,31

17,92

18,95

18,7

8

4,6

350

+1

–1

0

0

14,48

18,83

15,38

16,2

9

7

250

+1

0

–1

0

17,32

14,51

13,92

15,2

После обработки результатов двухфакторного эксперимента было получено уравнение регрессии (2).

ППП = –535,145 + 170,165•vр + 197,595•n –

– 11,805•vр2 – –16,474•n2 – 61,016•vр•n. (2)

sah3a.tif sah3b.tif

а) б)

Рис. 3. Графическое описание двухфакторного эксперимента 22:
а) поверхность отклика потерь от неочёса, б) cечение поверхности отклика

sah4a.tif sah4b.tif

а) б)

Рис. 4. Графическое описание эксперимента 32:
а) поверхность отклика потерь за жаткой, б) сечение поверхности отклика

sah5.tif

Рис. 5. Наложение сечений поверхностей отклика

sah6.tif

Рис. 6. Общая схема доработанной экспериментальной очёсывающей жатки:
1 – битер; 2 – очёсывающая гребенка; 3 – камера; 4 – очёсывающий барабан

При наложении сечений поверхностей отклика (рис. 5), установлены предварительные режимы работы очёсывающей жатки: рабочая скорость – 7–7,5 км/ч, обороты очёсывающего барабана – 330–370 об/мин. Показатели потерь от неочёса при этих режимах составляют 5,5–6,5 %, потери за экспериментальной жаткой – 12–12,8 %.

Следующие этапы исследований будут направлены на снижение общих потерь после прохода очёсывающей жатки до норм, установленных агротребованиями на уборку сои.

Разработана конструкция модернизированной экспериментальной очёсывающей жатки, конструктивные особенности которой предусматривают:

– использование битера;

– уменьшение диаметра барабана;

– использование гребенок с изменяемой кинематикой движения;

– изменение формы камеры очёсывающей жатки.

Выводы

Проведённые испытания экспериментальной очёсывающей жатки показали, что уборка сои очёсом на корню возможна. Выбрана форма гребёнки в виде изогнутого по эвольвенте зубчатого гребня с диаметральным пазом 10 мм у основания. Гребенка позволяет наиболее полно и качественно производить очёс сои, практически исключая защемление пучков стеблей и их обрыв. Зубья гребёнки загнуты по эвольвенте, что обеспечивает не только качественный очёс бобов сои, но и придаёт направление движения продуктам очёса. По результатам полевых экспериментов обоснованы режимные параметры очёсывающей жатки: обороты очёсывающего барабана в пределах 330–370 об/мин, рабочая скорость агрегата 7–7,5 км/час. Установка битера, изменение кинематики движения очёсывающей гребенки и уменьшение диаметра очёсывающего барабана позволят найти оптимальные конструктивно-режимные параметры очёсывающей жатки, отвечающие агротехническим требованиям на механизированную уборку сои.


Библиографическая ссылка

Сахаров В.А., Кувшинов А.А., Мазнев Д.С., Панасюк А.Н. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ОЧЁСЫВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА НА КАЧЕСТВО ОЧЁСА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 6. – С. 155-159;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12310 (дата обращения: 25.06.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252