Бурьянов, Михаил Алексеевич. Параметры и режимы процесса очеса зерновых культур навесной на комбайн жаткой

Краткое описание

Бурьянов, Михаил Алексеевич. Параметры и режимы процесса очеса зерновых культур навесной на комбайн жаткой : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Бурьянов Михаил Алексеевич; [Место защиты: Азово-Черноморс. гос. агроинженер. акад.].- Зерноград, 2011.- 194 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/2941

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
На правах рукописи

Российской академии сельскохозяйственных наук
04201162763
Бурьянов Михаил Алексеевич
ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ ПРОЦЕССА ОЧЕСА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НАВЕСНОЙ НА КОМБАЙН ЖАТКОЙ
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского
хозяйства (по техническим наукам)
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель - доктор технических наук, старший научный сотрудник Пахомов В.И.
Зерноград, 2011
ВВЕДЕНИЕ 6
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
И СРЕДСТВ, ОЧЕСА РАСТЕНИЙ НА КОРНЮ 18
1.1 Технические средства, реализующие метод протягивания колосьев через щель или отверстие на граблинах, закрепленных на вращающихся барабанах очесывающего устройства при уборке зерновых культур 18
1.1.1 История развития средств механизации для уборки зерновых культур очесом 18
1.1.2 Анализ технических решений, предлагаемых для реализации способа протягивания колосьев через щель или отверстие на граблинах, закрепленных на вращающихся барабанах или
транспортере 27
1.2 Анализ теоретических исследований способа очеса протягиванием колосьев через щель или отверстие на
граблинах, закрепленных на вращающихся барабанах 34
1.3 Анализ исследований по изучению физико-механических и морфологических характеристик растений убираемых культур, оказывающих влияние на параметры и режимы работы
очесываюіцих устройств 41
1.4 Направление и приоритетность исследований по разработке машин нового поколения для уборки и послеуборочной обработки зерновых колосовых культур на семена методом очеса 42
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ,
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОЧЕСЫВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА С УЧЕТОМ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 45
2.1 Результаты разработки математической модели процесса очеса
зерновых культур однобарабанной жаткой 45
2.1.1 Основные понятия и допущения принятые при разработке
модели 45
2.1.2 Методы оценки изменения усилий, требуемых для отрыва
зерновки от колоса 48
2.1.3 Математическая модель взаимодействия колоса растения с очесывающим зубом 50
2.1.4 Математическая модель движения зерновки по зубу после её отрыва от колоса 52
2.1.5 Модель процесса движения зерновки в
расширяющемся воздушном потоке 56
2.1.6 Модель движения зерновки в постоянном по ширине транспортирующем канале 58
2.1.7 Модель процесса движения зерновки в транспортирующем канале переменного сечения при линейной зависимости снижения скорости воздушного потока 60
2.2 Результаты численного моделирования процесса работы
очесывающего устройства на уборке зерновых культур 61
2.2.1 Результаты исследований процесса отделения
зерновки от колоса 61
2.2.2 Результаты исследований процесса движения
зерновки по очесывающему зубу 71
2.2.3 Результаты исследований процесса движения
зерновки в воздушном потоке после ее схода с зуба 83
2.2.3.1 Определение параметров движения зерновки в вращающемся расширяющемся воздушном потоке 84
2.2.3.2 Определение параметров движения зерновки в постоянном по
ширине транспортирующем канале 89
2.2.3.3 Определение параметров движения зерновки в транспортирующем канале переменного сечения при линейной зависимости снижения
его скорости 91
2.2.3.4 Анализ результатов процесса очеса и движения в воздушном потоке, зерна после его схода с зуба 93
2.3 Выводы 96
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 99
3.1 Программа проведения экспериментальных исследований 99
3.2 Методика проведения исследований по изучению физико-механических и морфологических характеристик
хлебостоя поля озимой пшеницы 99
3.3 Методика проведения исследований по определению величины колебаний очесывающей жатки жестко закрепленной на
наклонной камере комбайна 103
3.4 Методика проведения экспериментальных исследований уборки зерновых колосовых культур комбайновым очесом 106
3.5 Выводы 111
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ АНАЛИЗ 112
4.1 Результаты экспериментальных исследований геометрических
и морфологических характеристик растений озимой пшеницы 112
4.2 Результаты экспериментальных исследований по определению величины колебаний очесывающей жатки жестко закрепленной
на наклонной камере комбайна 123
4.3 Результаты разработки конструктивно- компоновочных схем навесных на комбайны очесывающих жаток для уборки зерновых культур 127
4.4 Результаты экспериментальных исследований уборки зерновых колосовых культур комбайновым очесом 131
4.5 Выводы 135
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НАВЕСНОЙ НА КОМБАЙН ОДНОБАРАБАННОЙ, ОЧЕСЫВАЮЩЕЙ ЖАТКИ ДЛЯ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ
КУЛЬТУР 137
5.1 ВЫВОДЫ 141
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 143
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 146
ПРИЛОЖЕНИЯ 161
Традиционные, повсеместно применяемые комбайновые технологии, реализуемые практически совершенными техническими средствами, оказа¬лись весьма трудо- энергозатратными и дорогостоящими. Даже относительно простая технология уборки, при которой вся выращенная масса срезается, обмолачивается комбайном со сбором зерна, измельчением и распределени¬ем соломы по полю, является в тоже время самой энергоемкой с точки зрения загрузки комбайна. Достоинством этой технологии является то, что она реа¬лизуется в одном техническом средстве - комбайне.
В конечном счете, с поля собирается и вывозится зерно, а измельченная соломистая масса остается для дальнейшей ее заделки в почву почвообраба-тывающими орудиями. Для эффективной гумификации 1 т заделанной в поч¬ву измельченной соломы необходимо вносить до 15 кг действующего веще¬ства азота, что в пересчете на 1 га составит 100-150 кг азотных удобрений. В последние годы ряд передовых хозяйств не заделывают в почву измельчен¬ную солому что, по мнению специалистов этих хозяйств, создает целый ряд преимуществ.
Другие же комбайновые технологии уборки зерновых с учетом всех операций, выполняемых при сборе соломы, значительно более энергоемкие и дорогостоящие. Попытки решить проблему снижения стоимости и энергоем¬кости уборочных работ зерновых культур делаются как в России, так и в ряде стран зарубежья.
Одним из направлений совершенствования технологии уборки культур - это внедрение методов (способов) очеса.
В университете Хознхайм Штутгарт Германия в 2008 году проведена конференция конструкторов и технологов комбайностроения всей Европы. В ходе обсуждения специалисты пришли к единому мнению: специальные при¬способления, предназначенные для уборки только той части растений, на ко-
б
торой формируется урожай, и оставляющие солому на поле (реализующие методы очеса), - одна из наиболее вероятных альтернатив [1].
В основу метода очеса положен принцип силового (ударного) воздей¬ствия на зернонесущую структуру растения (колос, метелку) при минималь¬ном воздействии на его стебель (соломину). В зависимости от метода воздей¬ствия на колос по данным Шаршунова В.А. [31] и Скворцова А.К.[53] энер¬гозатраты на выделение зерна при очесе могут быть снижены в 3-10 раз в сравнении с традиционным обмолотом всей скошенной массы.
Столь существенное снижение энергоемкости процесса обмолота, как показали результаты сравнительных испытаний очесывающих жаток [61], позволяет повысить производительность уборочных машин в 2,0-2,5 раза, на 30-40% снизить расход топлива и, как следствие, пропорционально росту производительности сократить потребное для уборки количество комбайнов.
Выделяют четыре основных способа воздействия на колос:
- протягивание колосьев через щель или отверстие на граблинах, за¬крепленных на вращающихся барабанах или транспортерах очесывающего устройства;
- захлёстывание и протяжка колоса на рабочем органе, закрепленном на вращающемся барабане;
- ударное воздействие упругими элементами (щетками) закрепленными на вращающемся барабане;
- протягивание колосьев через свободный зазор между двумя, снаб¬женными выступами и впадинами барабанами, вращающимися навстречу друг другу.
Возможна также комбинация первого и третьего способов воздействия на колос.
Проведенные патентные исследования и анализ литературных источ¬ников показали, что наиболее проработанным является первый способ воз¬действия на колос. Этот способ по принципу воздействия на растения являет¬ся классическим очесом. Очесывающие гребенки, перемещаясь вдоль стеб¬лей растений, снизу вверх прочесывают их. Уровень проработки этого спосо¬ба подтверждается количеством публикаций и выданных патентов на кон¬струкции машин и рабочих органов предложенных для его реализации [2-32, 36, 37, 39-48]. Создан целый ряд экспериментальных и опытных образцов машин, реализующих этот способ, налажен серийный выпуск однобарабан¬ных, навесных на комбайны очесывающих жаток, выпускаемых английской фирмой Shelbourne Reynolds [1,2].
Второй способ воздействия на колос менее проработан, но как более приемлемый для очеса метельчатых растений, реализован в конструкциях рисоуборочных комбайнов, выпускаемых в Японии [35, 56].
При реализации третьего способа, в предложенных вариантах кон- структивно-компоновочных схем [55, 56], пока еще не удается достичь сколько-нибудь приемлемого качества очеса из-за высоких потерь зерна.
Четвертый способ достаточно активно разрабатывается1 в последние го¬ды [49-54], особенно при разработке конструкций льноуборочных комбай¬нов [56], но создание реализующих его машин не вышло за пределы экспе¬римента.
Первый и четвертый способы, а также их комбинация являются более универсальными и, как показывает опыт, применимы для уборки как колосо¬вых, так и метельчатых культур.
Очесывающие устройства, реализующие первый способ воздействия на колос, выполнены одно или двухбарабанными. Первые менее металлоемкие, просты по конструкции, но показывают худшие результаты при уборке засо¬ренных и полеглых хлебов [61]. Двухбарабанные жатки разработаны двух типов и отличаются тем, что одни снабжены барабанами одинакового диа¬метра, а на других диаметр переднего барабана в два раза меньше, чем задне¬го. Двухбарабанные жатки-, снабженные барабанами одинакового диаметра, обеспечивают уборку с меньшими потерями, но более энергоемкие, имеют большую массу и повышенную конструктивную сложность. Двухбарабанные жатки второго типа, поставку на рынок которых пытаются наладить ОАО
ПО «Красноярский завод комбайнов», и ООО «УкрАгросервис»[1] не нахо¬дит широкого применения из-за высоких потерь зерна. И однобарабанные и двухбарабанные жатки не имеют механизмов, обеспечивающих оперативное бесступенчатое изменение высоты копирования, а также устройств опера¬тивного контроля высоты расположения относительно поверхности поля очесывающего барабана и переднего кожуха жатки. Очевидна необходи¬мость поиска компромисса, нахождение альтернативных решений, обеспечи¬вающих экономичность, как конструкций машин, так и реализуемых ими процессов.
Наиболее перспективным как по величине затрат, так и по времени, необходимом для завершения его разработки , является первый способ очеса. Разработкой теории уборки зерновых культур этим способом занимались П. А. Шабанов, М. PI. Данченко, И.К. Голубев, Б. И. Гончаров, М. М. Мо¬роз JI. В. Погорелов, А. М. Леженкин, В. А. Шаршунов, , В. П. Чебота¬
рев , Н.И. Косилов, Н.И. Кленин, и другие. В работах П.А. Шабанова[36, 70, 71] изложены основы теории очеса зерновых культур однобарабанной жаткой. В них было принято допущение о том , что зерновка после отрыва от колоса движется перпендикулярно к поверхности зуба. В работах В. А. Шаршунова [31, 32], М.М. Мороза[77] полагалось, что зерновка после ее от¬рыва от колоса движется по зубу с начальной скоростью равной нулю. В реальном процессе зерновка при отрыве от колоса деформируется. Вели¬чина деформации зерновки определяется импульсом силы, необходимой для ее отрыва от колоса. После отрыва от колоса зерновка, под действием упру¬гих сил, восстанавливает форму и начинает движение с начальной скоро¬стью. При начале очеса растения, как показано в работе П. А. Шабанова [71] очесывающие зубья контактируют со стеблями растений, вызывая при этом их колебания. Колос, в момент контакта с зубом, в результате колебаний стебля, будет наклоняться либо к центру барабана, либо к концам зубьев. В результате такого контакта, а также с учетом того, что зерновка в колосе контактирует с расположенными выше колосками, ее отскок в плоскости,
перпендикулярной поверхности зуба, будет затруднен, либо невозможен, но возможно движение по поверхности зуба с начальной скоростью, величину которой можно определить на основе общей теории удара, теории Герца и закона сухого трения [80-83]. Величину абсолютной скорости зерновки при ее сходе с зуба можно определить по уравнению, предложенному П. М. Василенко [78], если в него ввести значение начальной скорости, являющей¬ся результатом действия сил, восстанавливающих форму зерновки. После схода с зуба при очесе полеглых растений зерновка, находясь ниже нижней кромки переднего кожуха жатки, начнет движение в воздушном потоке, ко¬торый будет вращаться и расширяться. Близкая по постановке задача была решена П.А. Савиных и В,Л. Касьяновым при исследовании движения ча¬стицы материала в дробилке, снабженной встроенным вентилятором [79].Чтобы избежать потерь зерновка должна контактировать с внутренней поверхностью переднего кожуха жатки в точке, находящейся выше его ниж¬ней кромки. Если не учитывать начальную скорость зерновки, то она может быть отброшена вперед по ходу машины, а при очесе выровненных по высо¬те растений, попасть в зазор между концами очесывающих зубьев и верхней кромкой ложа интегрирующего шнека, приводя к потерям зерна. Именно та-кие виды потерь считает основными при очесе зерновых культур Н. И. Кле¬нин [74]. Чтобы избежать потерь зерна через зазор между концами зубьев и верхней кромкой интегрирующего шнека, необходимо знать координаты то¬чек схода зерновки, выделенной из колосьев растений, имеющих макси¬мальную длину стебля в крайней верхней части зоны очеса. Так как транс¬портирующий канал, как правило, состоит из участка, имеющего постоян¬ную ширину и участка, расширяющегося в направлении, к интегрирующему шнеку, нами были предложены аналитические конструкции, позволяющие определить параметры движения зерновки на этих участках.
Выполненный анализ показал, что очес зерновых культур может быть представлен в виде математической модели, включающей уравнения, поз¬воляющие определить начальную скорость зерновки после ее отрыва от ко¬лоса, параметры которой вводятся в уравнение движения по зубу. В резуль¬тате решения уравнения движения по зубу определяются характеристики аб¬солютной скорости зерновки и координаты точки ее схода с зуба. Целесооб¬разность учета скорости сопротивления воздуха определяется после оценки степени ее влияния на параметры движения зерновки. Если точка схода расположена ниже нижней кромки переднего кожуха, определение траекто¬рии движения, абсолютной скорости, и точки контакта зерновки с внутрен¬ней поверхностью кожуха выполняется по уравнениям, описывающим про¬цесс движения во вращающемся, расширяющемся воздушном потоке. При расположении точки схода на уровне и выше нижней кромки переднего ко¬жуха рассматривается движение зерновки в канале, имеющем постоянную ширину. Если точка схода зерновки с зуба расположена в зоне расширяю¬щегося транспортирующего канала, определение параметров движения зер¬новки выполняется по уравнениям, составленным для этого участка. Здесь же по положению траектории в канале, определяется вероятность попадания зерновки в зазор между зубьями барабана и верхней кромкой ложа интегри-рующего шнека. Так как скорость движения воздушного потока по данным [36] выше скорости витания зерна, то после контакта зерновки с внутренней поверхностью кожуха или крыши жатки, в точке контакта определяется ве¬личина угла между вектором скорости и нормалью, проведенной к образую¬щей внутренней поверхности. При значении этого угла больше угла трения зерновка будет двигаться по внутренней поверхности кожуха. Исследование влияния параметров и режимов работы жатки от условий работы и характе¬ристик хлебостоя на разработанной математической модели выполняется в пакете программ МВТУ и MathCad путем компьютерного моделирования процесса очеса. Введя в качестве исходных данных численные значения па¬раметров и режимов работы жатки и характеристик хлебостоя, с помощью компьютерной версии модели, за одну ее реализацию, могут быть получены зависимости искомых параметров процесса очеса от длины очесывающего зуба, а на основе полученных данных, для устранения явления' отскока зер¬новки от его внутренней поверхности, изменены ширина и форма транспор¬тирующего канала. Полученные в результате моделирования зависимости используются при проектировании навесной на комбайн очесывающей жат-
В проанализированных теоретических моделях процесса очеса зерно¬вых культур подразумевалось, что положение жатки как относительно по¬верхности поля, так и очесываемых растений остается неизменным по всей ширине захвата. Однако применяемые способы агрегатирования жаток с комбайнами, кроме системы АВТО-КОНТУР, не обеспечивают оперативно¬го изменения высоты копирования в соответствии с изменяющимися харак¬теристиками хлебостоя. Поэтому необходимо проведение исследования процесса очеса жатками, жестко закрепленными на наклонной камере ком¬байна или соединенными с нею с помощью пружинно-рычажного механизма, наиболее распространенного на отечественных комбайнах
В результате анализа выполненных теоретических исследований и существующих конструкций очесывающих жаток для уборки зерновых куль¬тур в особенности однобарабанных, как наименее металлоемких и энергоем¬ких, установлено, что имеет место неполнота, незавершенность, математи¬ческих моделей, применяемых для описания процесса их функционирования с момента контакта растения с очесывающими рабочими органами жатки, до поступления зерна в ложе интегрирующего шнека. В предложенных кон¬структивно-компоновочных схемах машин слабо проработаны вопросы ре¬гулирования, оперативного управления и контроля их работы. Поэтому для широкого внедрения в производство даже получивших наиболее широкое признание жаток, реализующих первый способ очеса, необходимо разра-ботать математические модели исследования процесса очеса, методы их проектирования и на основе полученных знаний рациональные и высоко¬эффективные конструкции машин. Исходя из этого сформулирована цель исследований.
Цель исследований: получение новых знаний о зависимостях измене¬ния параметров и режимов работы навесной на комбайн очесывающей жатки от различных характеристик хлебостоя на уборке зерновых культур на при¬мере озимой пшеницы путем компьютерного моделирования и их проверки в условиях производства.
Объект исследования: процесс очеса зерновых культур навесной на комбайн очесывающей жаткой протягиванием колосьев через щель или от¬верстие на граблинах, закрепленных на вращающихся барабанах.
Предмет исследований: закономерности процесса обмолота зерновых культур протягиванием колосьев через щель или отверстие на граблинах, за¬крепленных на вращающихся барабанах.
Научная новизна:
♦ синтезирована математическая модель процесса взаимодействия зубьев граблин и колосьев, учитывающая влияние упругих и фрикционных свойств зерновки;
♦ аналитически исследовано влияние параметров, режимов работы оче-сывающего устройства характеристик хлебостоя на процесс отделения зерна от колоса;
♦ определены параметры траектории движения зерна с момента отде¬ления от колоса до момента его контакта с внутренней поверхностью перед¬него кожуха или крыши жатки;
♦ параметры и режимы процесса очеса обоснованы методом математи¬ческого моделирования.
Практическая значимость:
♦ предложенная математическая модель процесса очеса зерновых куль¬тур может использоваться при разработке конструкции и обосновании ре¬жимов работы, однобарабанных жаток; •
♦ получены знания, на основе которых может осуществляться проекти¬рование и настройка рабочих органов жатки применительно к условиям ра¬боты и характеристикам хлебостоя;
♦ разработана жатка трансформируемая, очесывающая, навесная на комбайн, снабженная механизмами:
- пружинно-рычажным механизмом копирования по высоте очеса;
- изменения «угла атаки» переднего барабана или сменного кожуха;
- скорости вращения очесывающего барабана;
- регулировки угла наклона очесывающих зубьев;
-контроля высоты расположения очесывающего барабана относительно поверхности поля и «угла атаки» переднего барабана или сменного кожуха.
Новизна технических решений защищена тремя патентами Российской Федерации на изобретения.
Работа выполнена в отделе механизации уборочных работ СКНИИМЭСХ (г. Зерноград, Ростовской обл.) в соответствии с тематиче¬ским планом института на 2006-2010 гг.
Научная гипотеза:
- производительность комбайнов в хозяйствах с многопольным сево¬оборотом на уборке зерновых культур может быть повышена путем их агре¬гатирования с навесными очесывающими жатками, конструктивные схемы, параметры и режимы которых адаптированы к многообразию условий рабо¬ты и характеристик хлебостоя.
Рабочая гипотеза: качество технологического процесса очесываю¬
щей жатки буДет обеспечено если:
- зерновка после ее схода с зуба контактирует с внутренней поверхно¬стью транспортирующего канала выше нижней кромки переднего кожуха;
- угол между вектором скорости зерновки и перпендикуляром, прове¬денным к внутренней поверхности кожуха в точке контакта, больше угла трения;
- траектория зерновки в момент пересечения ею вертикальной плоско¬сти, проходящей через верхнюю кромку ложа интегрирующего шнека, про¬ходит выше этой кромки.
В задачи исследований входило:
- исследовать физико-механические и морфологические характеристи¬ки озимой пшеницы, как основной культуры убираемой очесом;
- разработать математическую модель процесса очеса зерновых куль¬тур навесной на комбайн очесывающей жаткой;
- исследовать изменения зависимостей параметров и режимов работы жатки от различных характеристик хлебостоя озимой пшеницы путем прове¬дения компьютерного моделирования процесса очеса;
- проверить эффективность алгоритма и моделей, обосновать парамет¬ры процесса очеса и его адаптацию к условиям функционирования путем разработки и испытаний, опытных образцов жатки;
- определить экономическую, эффективность применения навесной на комбайн очесывающей жатки на уборке зерновых культур.
На защиту выносятся следующие основные положения:
- уточненная математическая модель процесса очеса зерновых культур однобарабанной очесывающей жаткой;
- конструктивно-технологическая схема очесывающей жатки;
- закономерность движения зерновки после очеса в зависимости от па¬раметров и режимов очесывающего устройства и характеристик хлебостоя;
- параметры и режимы функциональной схемы жатки, реализованные в опытных образцах машины;
- технико-экономическая эффективность уборки зерновых культур навесной на комбайн очесывающей жаткой.
Реализация результатов исследований.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований исполь¬зованы СКНИИМЭСХ при разработке конструкторской документации, пе¬реданной по хоздоговору ОАО «Пензмаш», которое выпустило и реализовало опытную партию жаток и изготавливает образцы для проведения сертифика¬ционных испытаний в 2011 году.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях ГНУ ВНИПТИМЭСХ и
СКНИИМЭСХ (г. Зерноград 2007-2011 гг.), АЧГАА, (г. Зерноград 2010- 201ІГ.Г.) ГНУВИМ ( г. Москва 2010 г.), ГНУ НИТПИМЭСХ С-3, (г. Пушкин 2010 г.), на международной научно-практической конференции 4-5 марта 2010 гг. Ростов-на-Дону в рамкахІЗ международной агропромышленной вы¬ставки «ИНТЕРАГРОМАШ-2010».
Содержание работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения.
Публикация результатов исследований. Результаты выполненных исследований отражены в печатных работах.
Работа выполнена в отделе механизации уборочных работ ГНУ СКНИИМЭСХ (г. Зерноград, Ростовской обл.) в соответствии с тематиче¬ским планом института на 2006- 2010 гг.
Выполненная работа потребовала значительных усилий, как от её авто¬ра, так и целого ряда специалистов, связанных с разработкой конструктор¬ской документации и изготовлением опытных образцов, проведением их экс¬периментальной проверки в условиях производства.
Я выражаю глубокую признательность моему научному руководителю д.т.н. директору ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии В.И.Пахомову, ру¬ководителю отдела, механизации уборочных работ этого института д.т.н. проф. А.И. Бурьянову, за их помощь в выборе направления исследований, ценные указания и рекомендации при их проведении, сотрудникам отдела за участие в разработке конструкторской документации на опытный образец и помощь при проведении экспериментальных исследований, Генеральному директору С.Р.Мкртчян, и директору по техническому развитию ОАО «Пензмаш» В.Д.Игнатову, организовавшим изготовление опытных образцов, руководителям КФХ «Лесное» Вадинского района Пензенской области В.О.Сальникову и ООО «Бессергениевское» Октябрьского района Ростов¬ской области В.М. Козлову за возможность и оказание всяческой поддержки при проведении испытаний приобретенных у завода опытных образцов оче¬сывающих жаток.
Выражаю признательность всем специалистам, принявшим участие в обсуждении работы на конференциях, выставках, совещаниях и сделавших критические замечания, часть из которых была с благодарностью принята.

Список литературы

5.1 ВЫВОДЫ
1. Внедрение в типичном хозяйстве растениеводческо-животно-водческого направления площадью пашни 9300га навесных на комбайны
очесывающих жаток на уборке озимой пшеницы, позволяет снизить в целом на выполнение всего объема механизированных работ:
♦ эксплуатационные затраты на 12,6%,
♦ капитальные вложения на 19,1%,
♦ затраты труда на 13,5%
♦ расходы на ГСМ на 6,7%.
2. При покупке техники в кредит чистый дисконтированный доход со-ставит по варианту с использованием очесывающих жагок в 5,265 раза вы¬ше, а срок окупаемости проекта на 27,8% ниже, чем в базовом.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Результаты выполненных в данной работе исследований позволяют сделать следующие выводы:
І.Очес зерновых культур однобарабанной очесывающей жаткой явля¬ется сложным технологическим процессом, для описания которого предло¬жена математическая модель, включающая решения следующих задач:
♦ отделения зерновки от колоса;
♦ движения зерновки по зубу с учетом ее начальной скорости;
♦ движения зерновки в расширяющемся воздушном потоке;
♦ движения зерновки в постоянном по ширине транспортирующем ка¬нале;
♦ движения зерновки в транспортирующем канале переменного сече¬ния при линейной зависимости снижения скорости воздушного потока.
2. Нормальная составляющая скорости зерновки после отрыва от колоса прямо пропорциональна величине коэффициента восстановления, угловой скорости и радиуса барабана, обратно пропорциональна величине углов наклона зуба и начала очеса, при минимальных значениях которого достига¬ет максимальных значений и на уборке озимой пшеницы изменяется в диапа¬зоне 1,7-10 м/с.
3. Тангенциальная составляющая скорости зерновки после отрыва от колоса, изменяется в диапазоне от 5,7 до 16 м/с. Наибольших значений Vz2 достигает при:
- угле начала очеса равном 0,8 рад и окружной скорости (со-r) до 17 м/с на очесе влажного хлебостоя;
- при угле наклона очесывающих зубьев 0,78 рад и угле начала очеса 0,52 рад, на очесе хлебостоя влажностью 13-14%.
При очесе твердой пшеницы влажностью 11-12% и угле наклона зуба 0,34 рад максимальное значение Vx2 составит 6,5 м/с.
4. При уборке полёглого и невыровненного по высоте хлебостоя, изме¬нение угла наклона зуба от 0 до 0,78 рад приводит к изменению угла схода на 0,18-0,26 рад от влажности и изменению угла наклона вектора абсолютной скорости на 0,52-0,63рад.
5. При очесе колосьев зубьями с параллельно расположенными кромка¬ми зерновка, после ее отрыва в силу колебания колоса, может двигаться, как к концу зуба, так и к его началу, что создает предпосылки для её неупорядо¬ченного движения с последующим затягиванием в зазор между барабаном и передней кромкой ложа шнека. Так, при движении к центру барабана с начальной скоростью 9 м/с, сила трения и центробежная сила тормозят дви¬жение и приводят к полной остановке на расстоянии 0,04м от точки отрыва от колоса, и изменению направления движения под действием центробежной силы.'
6. Высота растений озимой пшеницы в целом по всему массиву изменя¬ется от 0,4 до 1,2 м при вариации от 0,57 до 1,2 м в пробе с максимальным средним значением, от 0,87-0,39 м в пробе с минимальным средним значени¬ем. Для гарантированного очеса и транспортирования зерновки к интегриру¬ющему шнеку при уборке зерновых культур с перечисленными и близкими к ним характеристиками, а так же полеглого хлебостоя очесывающей жаткой, радиус барабана которой Го = 0,27 м, длина очесывающих зубьев L=0,08 м, ширина транспортирующего канала 0,15 м, угол оперативного изменения по¬ложения переднего кожуха должен составлять не менее 0,86 рад, а макси¬мальный ход механизма копирования поверхности поля 0,52 м. С учетом влажности полеглого хлебостоя от 11 до 17% изменение угла наклона зуба от 0 до 0,78 рад, приводит к изменению угла схода на 0,18-0,26 рад от влаж¬ности и изменению угла наклона вектора абсолютной скорости на 0,52-0,63 рад, что позволяет устранить потери зерна отбрасыванием вперед по ходу жатки.
7. При движении по убираемому массиву со скоростью от 1,67 до 3,4 м/с комбайна с жаткой, жестко закрепленной на его наклонной камере, вследствие возникающих колебаний, максимальные отклонения боковин жатки от среднего положения достигают соответственно значений 0,24 и 0,45 м, а суммарный путь, проходимый комбайном при таких отклонениях жатки, может составлять от 7,33 до 19,7% от общего пути, пройденного по полю.
8. На основании результатов исследований, предложена конструкция навесной на комбайны очесывающей жатки, трансформируемой из одноба¬рабанной в двухбарабанную путем замены: переднего кожуха на кожух с до¬полнительным барабаном, переходного устройства для её навешивания на комбайны отечественного производства с пружинно - рычажным механиз¬мом копирования, установки механизмов оперативного контроля и управле¬ния очесывающего барабана и переднего кожуха, а так же устройств, обес-печивающих регулировку угла наклона очесывающих зубьев.
9. Применение уборки зерновых культур с использованием навесной на комбайн очесывающей жатки позволяет повысить производительность ком¬байна на 98,3%, снизить расход топлива 42,9%, что соответствует сокраще¬нию сроков уборки в 2 раза.
Ю.Внедрение очесывающих жаток на уборки озимой пшеницы в хо¬зяйстве площадью пашни 9300 га позволило сократить эксплуатационные за¬траты на обмолоте на 4604,6 тыс. руб., при сокращении комбайнового парка на 42,5%, реализация которых даже по остаточной стоимости в размере 35% от рыночной цены позволяет получить выручку в размере 17395 тыс. руб.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дранишников А. Галлы на уборке. Жизнь машин / А. Дранишников // ж. Зерно - 2007, - № 9.
2. A Brief Design History of the Stripper Header / http://www.Shelboume.com.
3. A 482143 SU А01Д 41/08. Рабочий орган для очесывания верхушек растений. / В.М. Повиляй, П.А. Шабанов (Мелитопольский ИМЭСХ) - №1986488/30-15; Заявл. 16.01.74 // Изобретения и открытия. - 1975. - № 32.
4. А 728763 SU А01Д 41/08. Очесывающее устройство для обмолота растений на корню. / В.И. Цыбульников, В.М. Повиляй, П.А. Шабанов. (Ме¬литопольский ИМЭСХ) - №2548262/30-15; Заявл. 25.11.77 // Изобретения и открытия. - 1980. -№ 15.
5. А 1020046 SU А01Д 41/08. Очесывающее устройство для обмолота растений на корню. / В.И. Цыбульников, П.А. Шабанов, А.П. Гарбузов, Е.Ф. Доронин, В.М. Богалов, И.К. Голубев. (Мелитопольский ИМЭСХ) - №3377270/30-15; Заявл. 05.01.82. // Изобретения и открытия. - 1983. - № 20.
6. А 898989 SU А01Д 41/08. Устройство для обмолота растений на кор¬ню. / Н.Н. Данченко, П.А. Шабанов, А.П. Гарбузов, Ю.Н. Ярмашев, В.А. Скрипников, А.Д. Рыбчинский. (Мелитопольский ИМЭСХ) - №2929576/30- 15; Заявл. 22.05.80 // Изобретения и открытия. - 1982. - № 3.
7. А 728764 SU А01Д 41/08. Устройство для уборки зерновых на корню. / Б.И. Гончаров, П.А. Шабанов. (Мелитопольский ИМЭСХ) - №2602306/30- 15; Заявл. 06.04.79 // Изобретения и патенты. - 1980. - № 15.
8. А 600981 SU А01Д 41/08. Устройство для уборки зерновых на корню. / Б.И. Гончаров, П.А. Шабанов, В.М. Повиляй, В.В. Стефановский, В.И. Цы¬бульников. (Мелитопольский ИМЭСХ) - №218578/30-15; Заявл. 24.06.75 // Изобретения и открытия. - 1978. -№ 13.
9. А 1074433 SU А01Д 41/08. Устройство для очеса растений на корню. / В.В. Чечиков, Л.Ф. Бабицкий, П.А. Шабанов, Ю.Н. Ярмашев, А.П. Гарбузов.
(МелитопольскийИМЭСХ)-№3261120/30-15; Заявл. 13.03.81 //Изобретения и открытия. - 1984. - № 7.
10. А 1577090 SU А01Д 41/08. Устройство для очеса сельскохозяй¬ственных растений на корню. / Н.Н. Аблогин, Н.Н. Далгенко, В.М. Халан- ский (Мелитопольский ИМЭСХ) - № 4280064/30-15; Заявл. 07.07.87.
11. А 515493 SU А01Д 41/08. Машина для обмолота зерновых культур на корню / П.А. Шабанов (Мелитопольский ИМЭСХ) - №1996519/30-15; За¬явл. 18.02.74 // Изобретения и открытия. - 1976. - № 20.