Самарін Олександр Євгенович. Удосконалення технологічних режимів та конструктивних параметрів робочих органів кукурудзозбиральних комбайнів

brief description

Самарін Олександр Євгенович. Удосконалення технологічних режимів та конструктивних параметрів робочих органів кукурудзозбиральних комбайнів: дисертація канд. техн. наук: 05.05.11 / Кримський держ. аграрний ун-т. - Сімф., 2003

Самарін О.Є. Удосконалення технологічних режимів та конструктивних параметрів робочих органів кукурудзозбиральних комбайнів”.
Дисертація у вигляді рукопису на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальностю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Кримський державний аграрний університет, Сімферополь, 2003.
Проведено аналіз існуючих засобів механізації збирання кукурудзи на зерно, запропонована оптимізована конструкція пікерно-стриперного качановідокремлювача, сегментного різально-транспортуючого пристрою і активного миса, приведені необхідні теоретичні дослідження; визначені їх оптимальні геометричні і кінематичні параметри. Експериментальні дослідження дозволили обгрунтувати і оптимізувати тип та основні параметри роботи пікерно-стриперного качановідокремлювача, бітерного різально-транспортуючого пристрою та активного миса.

1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в покращенні агротехнічних показників робочих органів кукурудзозбиральних комбайнів. Поставлена задача вирішена шляхом удосконалення технологічних режимів та конструктивних параметрів пікерно-стриперного качановідокремлювача, сегментно-бітерного різально-транспортуючого пристрою і активного миса, а також об,єднання їх в одну конструкторсько технологічну схему.
2. Аналіз технологічних схем і конструкцій окремих робочих органів кукурудзозбиральних комбайнів показав, що найбільш оптимальними з точки зору якості та енергомісткості виконання операцій є:
пікерно-стриперний качановідокремлюючий апарат з ріжуче-прокатуючими вальцями для збирання зернової частини врожаю;
сегментний різальний апарат для зрізання стебел.
В світовій практиці вони разом не застосовуються.
Відомі схеми їх застосування не набули широкого вжитку у зв`язку з ненадійністю протікання технологічного процесу або намагань встановити сегментний ріжучий апарат замість роторного, не оптимізувавши при цьому всієї конструкторсько-технологічної схеми комбайна.
Миси пасивного типу не в достатній мірі сприяють зменшенню втрат листостеблевої та зернової частин врожаю.
28
3. В результаті теоретичних досліджень отримані аналітичні залежності, які дозволили:
визначити оптимальне взаємне положення пікерно-стриперного качановідокремлювача і сегментного різально-транспортуючого пристрою в залежності від геометричних характеристик стебла, робочих органів і кута нахилу качановідокремлювача. Точне додержання розрахункових розмірів дозволило забезпечити нормальне протікання технологічного процесу прокатування стебел кукурудзи, їх зрізання і передачі у шнек стебел;
визначити дальність викидання качана в залежності від кінематичних параметрів протягуючих вальців, а також кута нахилу качановідокремлювача . Це дозволило зменшити втрати зернової частини врожаю за рахунок встановлення активного миса з уловлювачем;
визначити кут нахилу стебла в залежності від швидкості прокатування стебел і руху комбайна. Дотримання розрахункових даних дозволило організувати стабільний технологичний процес захоплення стебел вальцями при умові відсутності спеціальних захоплюючих пристроїв;
визначити положення транспортуючого бітера відносно сегментного апарату і очищуючого пристрою в залежності від кінематичних і геометричних характеристик бітера і швидкості комбайна. Це дозволило зменшити втрати листостеблевої маси при її транспортуванні бітером.
визначити умову зниження тягового опору активного миса при підніманні полеглих стебел, а також умову транспортування качанів по його робочій поверхні. Це дозволило знизити втрати листостеблевої і зернової частини врожаю.
4. В ході експериментальних досліджень роботи качановідокремлювача з двома типами вальців прокатуючими і ріжуче-прокатуючими, а також різально-транспортуючого пристрою з двома типами бітерів з 6-ма гребінчастими рифами і з 4-ма ножовими отримані математичні моделі технологічного процесу, що взаємопов`язують показники якості виконання основних технологічних операцій (кількості втрачених качанів, питомої енергомісткості качановідокремлення,
29
повноти збирання листостеблевої маси, відхилення від заданої висоти зрізу) з параметрами конструкції качановідокремлювача (кутом нахилу качановідокремлювача до горизонту, довжиною стриперних пластин, частотою обертання вальців, кутом загину робочої кромки стриперної пластини) і ріжуче-транспортуючого пристрою (відстанню між ріжучим апаратом і початком прокатуючих вальців, частотою обертання транспортуючого бітера, частотою приводу сегментів, швидкістю руху комбайна).
5. Проведені дослідження дають підставу рекомендувати для застосування в кукурудзозбиральних комбайнах робочих органів з такими характеристиками:
1) Качановідокремлювач:
довжина стриперних пластин по точках кріплення 550 мм;
кут загину робочих кромок пластин по ходу протягування стебел 30о;
вальці ріжуче-прокатуючого типу з 4-ма ножовими рифами ;
довжина вальців 860 мм; кут нахилу вальців до горизонту 25о;
частота обертання вальців 850 хв-1;
2) Ріжуче-транспортуючий пристрій:
розташування осі транспортуючого бітера відносно площини різання різального апарату нижче на 510 мм;
розташування осі транспортуючого бітера відносно площини очищуючого пристрою вище на 1015 мм;
частота обертання привода ножа 550 600 хв-1;
частота обертання бітера 300350 хв-1; діаметр бітера 150 мм;
бітер з 4-ма ножовими лопатями і знімально-очищувальною пластиною.
3) Конструкторско-технологічна схема:
відстань між прокатуючими вальцями і транспортуючим бітером:
по горизонталі 400500 мм; по вертикалі 300400 мм;
відстань між різальним апаратом і початком рифів на вальцях160220 мм;
дальність встановлення захоплюючих пристроїв для качанів від початку протягуючої зони вальців 0,81,0 м.
30
Такі параметри забезпечують повноту збирання качанів на рівні 98,599,8%, питому енергомісткість качановідокремлення 0,30,5 кВтс/кг, а повноту збирання листостеблевої маси не менше 98,5%.
При використанні активних мисів з уловлювачами із співвідношенням радіуса колеса до радіуса кривошипа 23 (радіус колеса 150200 мм) втрати качанів практично зводяться до 0.
6. Польові випробування кукурудзозбиральних комбайнів з рекомендованими параметрами показали, що у порівнянні з серійними в них знижені втрати качанів на 2 3% , пошкодження качанів на 3 4%, висота зрізу стебел на 10 20 см, а енергомісткість процесу зрізання в 5 6 разів (з урахуванням витрат енергії на транспортування зрізаних стебел бітером в 34 рази). При цьому маса качановідокремлювача знижена на 14% (22,5кг), а довжинана 19% (267кг).
7. Річний економічний ефект від експлуатації одного кукурудзозбирального комбайна ККП-2С з оптимізованими робочими органами становить 24727 грн., а термін окупності 2 роки.
Вказані переваги повністю підтвердились у ході виробничих випробувань і були впроваджені у нових і модернізованих кукурудзозбиральних комбайнах.
Список опублікованих робіт
1. Диневич Г.Ю., Шмат К.І., Самарін О.Є., Карманов В.В. Теорія та розрахунок кукурудзозбиральних комбайнів: Навчальний посібник. Херсонський ДТУ.: Олді-плюс, 2000. 106 с. (доля здобувача 30%, розробив основні положення, провів експериментальні дослідження).
2. Самарін О.Є. Аналіз та оптимізація схеми сумісного застосування пікерно-стриперного качановідокремлювача та сегментного різального апарату в кукурудзозбиральних комбайнах // Зб. наук. пр. Кіровоградського державного технічного університету № 6. Кіровоград: КДТУ, 2000. С. 82 - 84.
31
3. Самарін О.Є. Обгрунтування граничної зони встановлення сегментного ріжучого апарату при його застосуванні з пікерно-стриперним качановідокремлювачем // Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник №31. Кіровоград: КДТУ, 2001. С. 31 35.
4. Шмат К.І., Самарін О.Є. Порівняльні дослідження кукурудзозбиральних комбайнів з традиційними і оптимізованими робочими органами // Вісник Херсонського державного технічного університету. Херсон: ХДТУ, 2002 . С. 365 368 (доля здобувача 50%, розробив конструкторсько-технологічну схему, провів експериментальні дослідження).
5. Активный полевой делитель. А.с. 1683549 СССР, МКИ А 01 D 63/00/ А.Е.Самарин, Б.А.Кушков (СССР). №279239; Заявлено 20.11.89; Опубл. 15.10.91, Бюл. №38. 2 с. ( доля автора 80%, розробив конструкцію, провів розрахунки і випробування).
6. Качан В.Т., Самарін О.Є. Кукурудзозбиральний комбайн насіннярам і фермерам // Техніка АПК. 1995. № 3. С. 18-19.(доля автора 75%, розробив, розрахував і провів дослідження нових робочих органів).
7. Кривошея М.О., Кифоренко В.І., Самарін О.Є. Виробництво кукурудзи при звужених міжряддях // Пропозиція. 2000. № 8. С. 84 85.(доля автора 50%, розробив, розрахував і дослідив комбайн ККП-4Х45).
32