Параметры и режимы работы питателя шнека бункера зерноуборочного комбайна при выгрузке невеяного вороха семян люцерны тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Шматко, Геннадий Геннадьевич

• Шматко, Геннадий Геннадьевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шматко, Геннадий Геннадьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАЗГРУЗКИ БУНКЕРОВ КОМБАЙНОВ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Характеристика убираемой культуры и причины потерь

семян при уборке

1.2 Анализ существующих технологий и технических средств уборки семян трав

1.3 Способы выгрузки убираемого материала и устройства для

его осуществления

1.4 Анализ исследований процесса истечения сыпучих материалов из бункеров

1.5 Цель и задачи исследования

39

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫГРУЗКИ ВОРОХА СЕМЯН ТРАВ ИЗ БУНКЕРА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМ ПИТАТЕЛЕМ

2.1 Модель сыпучего тела и принятые допущения

2.2 Условия, определяющие устойчивость сводов в бункере комбайна с семенным ворохом люцерны

2.3 Обоснование процесса работы и конструктивной схемы питателя

2.4 Расчет силовых факторов и затрат мощности на привод питателя

2.5 Условие возникновения дополнительных усилий, разрушающих свод в результате работы питателя

2.6 Производительность питателя

Выводы по главе

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПИТАТЕЛЯ ДЛЯ ВЫГРУЗКИ СЕМЯН ТРАВ ИЗ БУНКЕРА КОМБАЙНА

3.1 Программа, задачи экспериментальных исследований

3.2 Описание приборов и методика определения физико -механических свойств компонентов семясодержащего вороха люцерны

3.3 Методика исследования взаимодействия рабочих органов питателя с семясодержащим ворохом люцерны

3.4 Методика исследования влияния питателя на скорость выгрузки семясодержащего вороха люцерны из бункера

3.5 Методика проведения полевых испытаний усовершенствованного питателя бункера зерноуборочного комбайна

3.6 Методика обработки опытных данных

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты исследования физико-механических свойств компонентов невеяного вороха люцерны

4.2 Результаты исследования взаимодействия рабочих органов питателя с семясодержащим ворохом люцерны

4.3 Результаты исследований конструктивных параметров питателя бункера комбайна

4.4 Результаты полевых испытаний опытного образца питателя

Выводы по главе

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПИТАТЕЛЯ ВОРОХА СЕМЯН ТРАВ К БУНКЕРУ КОМБАЙНА

5.1 Методика расчета питателя бункера зерноуборочного комбайна

5.2 Общие положения определения экономической эффективности внедрения усовершенствованного питателя

0 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Основные условные обозначения

I - время, с; 5"- расстояние, м; аЪ - сечение;

а, - угол отклонения принятой траектории движения частиц от оси бункера;

V, - скорость частицы, м/с;

х - уравнение свода;

аи ти Л] - точки движущихся частиц;

Н- высота столба вороха, м;

- радиус вписанной окружности в начальном сечении бункера (половина ширины бункера),

м;

/ - стрела свода;

/тах, ~ максимальная стрела свода, м;

Ижс - высота расположения свода, у которого стела максимальна, м; Нь - максимальная высота свода или высота бункера, м; Х\ - угол между касательной к кривой свода; Родин- осевое давление;

Х0с-коэффициент относительной податливости свода;

ьс - скорость «разрушения» динамического свода без учета его относительной осевой податливости;

Рост - осевое статическое давление; у - объемный вес сыпучего тела, кг; ¥—площадь сечения бункера, м2;

коэффициент сопротивления движению элементарного слоя; и - периметр сечения;

а- часть длины остова, отнесенная к передней опоре, м; Ь - длина остова комбайна, м; рш - внутреннее давление в шине, МПа; В - ширина профиля, м; В - наружный диаметр, м;

рк - экспоненциальная зависимость плотности от высоты расположения пласта; к[,к2 - коэффициенты пропорциональности; к - глубина расположения пласта, м; р0 - плотность верхнего пласта вороха, кг/м3;

Рьсс - силы сцепления вороха;

Рш ~~силы трения массы семенного вороха о боковые стенки, Н;

Кьр - реакция верхнего пласта; £ - угол естественного откоса вороха, град;

fc - коэффициент трения вороха о стальную поверхность;

В - ширина порции вороха, м;

Аа - эмпирический коэффициент;

йс/ - высота слоя вороха над толкателем, м;

1Х - текущая длина днища, контактирующего с ворохом, м;

Кь - коэффициент бокового давления;

fc - коэффициент трения вороха о стенки бункера;

М5 - масса верхних пластов, кг;

1х6 - длина пласта, контактирующего с деформированным пластом, м; 1д - длина пласта, м;

£ - угол наклона деформированного пласта, град; //^ах - высота вороха в зоне влияния толкателя; кшт - высота деформированного пласта вороха, м; (р - угол наклона торцевой стороны порции вороха, град;

Ь], ¿2, ¿з - участки длины порции вороха с различной плотностью, соответственно в начале, середине вороха и перед шнеком бункера, м; Нтах- высота порции, м; ^ - сила трения в горизонтальной плоскости;

тпб~ масса порции, которая давит на балку, кг;

Ьх - длина порции вороха, м;

с - толщина толкателя, м;

а.б- угол наклона плоскости планки, град;

Кб - коэффициент бокового давления;

^ - сила бокового трения вороха о стенки бункера, Н;

Мп - масса порции;

/п - коэффициент трения этой массы о днище;

к3 - коэффициент бокового давления рассматриваемой порции вороха; Мф) - масса порции, кг;

/тр - коэффициент трения стали о невеянный ворох ворох; Ы- нормальная сила действующая со стороны решетки на днище бункера, Н; т - масса решетки питателя истечения, кг

ускорение свободного падения ^=9;81 м/с) ¡3 - угол наклона днища бункера к горизонту, град; 5 - толщина планки толкателя питателя, м;

V - длина поперечины рамки решетки, м;

V — длина боковой рамки решетки, м;

р - плотность стали, из которой изготовлены детали решетки, кг/м3;

площадь поперечного сечения, м2; /тРР ~ коэффициент трения вороха о стальную поверхность днища бункера; твор - суммарный вес вороха во всех ячейках решетки плюс вес

вороха передвигаемого передней частью питателя истечения, кг;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Параметры и режимы работы питателя шнека бункера зерноуборочного комбайна при выгрузке невеяного вороха семян люцерны»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Продовольственная безопасность государства является одной из самых важных составляющих национальной безопасности страны. В России в начале 2010 г. принята «Доктрина продовольственной безопасности», которая базируется на трех составляющих: доли собственного производства по основным видам продовольствия, качества этого продовольствия и его доступности для населения. В настоящее время на душу населения в России производится за год 43 кг. мяса и 194 кг. молока, а физиологически обоснованная норма потребления на одного человека составляет не менее 81 кг мяса и почти 400 литров молока. Национальным проектом «Развитие АПК России», также как и «Доктриной продовольственной безопасности», в качестве приоритетных направлений развития с/х предусмотрены:

- ускоренное развитие животноводства;

- стимулирование развития малых форм хозяйствования в АПК.

В связи с этим актуальным вопросом стало наращивание кормовой базы для животноводства. Кормовые культуры (люцерна, рапс, клевер), как известно, являются хорошей кормовой базой и также хорошими предшественниками для последующих сельскохозяйственных культур.

По экспертным оценкам, в условиях южной степной зоны Северного Кавказа вероятность успешного вызревания семян люцерны составляет 80...90%, то есть для выращивания люцерны из каждых десяти лет только 1...2 года бывают относительно неблагоприятны по погодным условиям.

Выращивание люцерны способствует не только получению ценных кормов, но и качественному улучшению плодородия и структуры почвы.

Внедрение прогрессивных семеноводческих и сортовых технологий во многом сдерживается и утрачивает практическую значимость из-за значительных полевых потерь урожая, размер которых при уборке комбайновыми методами иногда превышает долю семян, собранную в бункеры зерноуборочных комбайнов.

Анализ применяемых технологий показал, что наиболее перспективной в условиях южной степной зоны Северного Кавказа является уборка по схеме «Невейка». Однако, при таком способе уборки семенных посевов люцерны в бункер комбайна поступает масса, представляющая собой не только семена убираемой культуры, но и смесь с поврежденными семенами растений, половы, пыли, семян сорных растений. В результате чего в бункере зерноуборочного комбайна собирается невеяный ворох семян люцерны. При этом растительные остатки могут иметь высокую влажность, нередко превышающую 18%. Повышенная влажность, а также присутствие в смеси растительных остатков и пыли обуславливают в смеси силы сцепления, образование зон уплотнения. Это приводит к сводообразованию в бункерах зерноуборочных комбайнов, что значительно затрудняет процесс выгрузки убираемой массы в транспортные средства. Такая смесь является типичным малосыпучим ворохом, выгрузка которого из бункера связана с определенными трудностями.

Одной из причин нарушения нормальной работы бункеров является образование устойчивых сводчатых структур. Причем с повышением засоренности и влажности семян количество и частота образования сводов увеличиваются. Совершенствованию ж процесса выгрузки вороха путем обоснования параметров и режимов работы питателя посвящено мало научных работ, из-за чего этот вопрос остается все еще недостаточно обоснованным.

Стандартные питатели, установленные в зерноуборочных комбайнах обеспечивают улучшение истечения зерновой массы, но при переходе на невеяный ворох, сильно засоренный и влажный, возникают значительные проблемы при его выгрузке. Связано это с тем, что стандартный питатель комбайна технологически и конструктивно не приспособлен к выгрузке такого рода материала, вследствие чего при выгрузке применяются подручные средства, что повышает затраты ручного труда и возможность травмирования механизаторов. Наблюдаются и значительные простои техники.

В связи с этим решение научных вопросов повышения производительности комбайнов путем интенсификации разгрузки бункеров, уменьшения простоев

техники при уборке, а также обеспечения требований охраны труда обслуживающего персонала является достаточно актуальным.

Степень разработанности. Уровень разработки превышает отраслевой, так как применение питателей шнека бункера зерноуборочного комбайна позволяет уменьшить простои комбайнов при выгрузке в 3 раза.

Цель работы - повышение производительности зерноуборочных комбайнов путем стабилизации выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера.

Объект исследования - процесс разгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна, оборудованного питателем выгрузного шнека.

Предмет исследования - определение взаимодействия рабочих органов питателя выгрузного шнека с невеяным ворохом люцерны при ее уборке зерноуборочным комбайном.

Научная гипотеза - повышение качества выгрузки невеяного вороха семян люцерны из бункера комбайна, сокращение затрат времени на это и безопасность этого технологического процесса возможны совершенствованием питателя, предотвращающим образование сводов.

Рабочая гипотеза - экспериментальным обоснованием параметров и режимов работы усовершенствованного питателя возможно устранение образование сводов в бункере комбайна при выгрузке невеяного вороха семян люцерны и стабильность процесса его выгрузки.

Научную новизну работы представляют:

- математические модели подачи невеяного вороха семян люцерны питателя штангового типа к шнеку бункера зерноуборочного комбайна и мощности его привода;

- закономерности взаимодействия рабочих органов питателя с невеяным ворохом семян люцерны;

- уточненные данные по физико-механическим свойствам невеяного вороха семян люцерны;

- регрессионные зависимости производительности усовершенствованного питателя шнека бункера комбайна, его параметры и режимы работы.

Практическую значимость представляют конструкции питателей вороха семян люцерны, защищенные патентами на изобретения и внедренные в хозяйствах Ставропольского края, усовершенствованный технологический процесс выгрузки этого вороха их бункеров различных комбайнов, методика расчета питателя и рациональные режимы его функционирования.

Реализация результатов исследования. Разработана конструкторская документация на усовершенствованный питатель вороха семян люцерны применительно к выгрузке его из бункеров комбайнов «Дон-1500Б» и «Асгоз-530». Изготовлены опытные образцы питателей шнека бункера к этим комбайнам и внедрены во ВГУП «Рассвет» и в ООО ОПХ «Луч» Новоселицкого района Ставропольского края. Результаты научно-исследовательских разработок используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО Ставропольский ГАУ.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность экспериментальных данных оценивалась Р-критериями Фишера, критериями Кохрена, коэффициентами детерминации и подтверждена положительными результатами лабораторно-полевых и производственных проверок питателя шнека бункера зерноуборочного комбайна.

Основные результаты исследований изложены на международных специализированных агропромышленных выставках «Агроуниверсал», г. Ставрополь, 20082012 гг.; Результаты исследований доложены и одобрены на научных конференциях СтГАУ (Ставрополь, 2006-2012 г.); научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение». (Одесса, 2007г.); Диплом лауреата I степени на соискание гранта Ставропольского государственного аграрного университета в области науки и инновации для молодых ученых. (Ставрополь 2012г.); Диплом I степени в номинации «Лучший инновационный проект в области передовых технологий машиностроения и металлургии» (Санкт-Петербург 2012г.); Результаты исследований оценены на всероссийских конкурсах и грантах дипломом победителя программы Министерства образования и нау-

ки Российской Федерации «Участник молодежного научно-инновационного конкурса», г. Ставрополь, 2013 г.

Положения, выносимые на защиту:

-уточненные данные по физико-механическим свойствам компонентов вороха люцерны;

-конструкция и принцип работы питателей, обеспечивающих стабильную выгрузку невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна;

-условия появления дополнительных усилий, способствующих разрушению возникающих сводов и зависимость для определения мощности, необходимой для работы питателей шнека, при перемещении вороха;

-рациональные параметры и режимы работы питателей шнека бункера з/у комбайна, а также технико - экономическая оценка их применения.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 12 печатных трудах, в том числе в пяти изданиях рекомендованных ВАК. Получены четыре патента РФ на изобретения и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАЗГРУЗКИ БУНКЕРОВ КОМБАЙНОВ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Характеристика убираемой культуры и причины потерь

семян при уборке

Создание прочной кормовой базы, которая является основным звеном в выполнении государственной программы «Развитие АПК», сдерживается отсутствием семян трав, которые ранее производились в специализированных семеноводческих хозяйствах. Многолетние травы в валовом производстве кормов обеспечивают до 40% от общего сбора кормовых единиц, являются самыми низкозатратными компонентами растениеводства и основным источником производства сена, сенажа, силоса. В последнее десятилетие производство семян трав по сравнению с концом 80-х годов XX века сократилось в 3 - 4 раза, при этом кондиционные семена составляют около 40% валового их сбора. В настоящее время для удовлетворения собственных нужд на семенные посевы трав в хозяйствах отводятся небольшие участки. В кормопроизводстве применяется широкий спектр бобовых и злаковых трав, которые имеют значительные различия между собой. Основной кормовой культурой в Южном и Северо - Кавказском федеральных округах среди трав является люцерна. Данная культура при орошении дает урожайность в пределах 12...20 т/га сена (Ставропольский и Краснодарский края, Ростовская и Волгоградская области), а семян - 0,3... 1 т/га. Люцерну, как и другие многолетние бобовые травы, используют на сено, сенаж, травяную муку, а также на зеленую подкормку. По кормовым достоинствам она превосходит все бобовые (1 кг сена=0,5...0,6 корм. ед. или 127 г - переваримого протеина).

Убирают семенные посевы трав по различным технологиям (прямое, раздельное комбайнирование и др). При выборе способа уборки учитываются погодно-климатические условия, вид культуры и состояние травостоя.

Основной технологической задачей уборки является максимальный сбор семян убираемой культуры. Базовыми уборочными средствами выступают зерноуборочные комбайны.

Зерноуборочные комбайны, спроектированные для уборки с учетом физико-механических свойств зерновых культур, нашли широкое применение и для уборки бобовых культур, в частности, семян люцерны. Универсальность применения зерноуборочных комбайнов достигается путем оборудования их приспособлениями для уборки различных сельскохозяйственных культур. Однако подобные технические решения обуславливают появление ряда технологических проблем. Так Центральной машиноиспытательной станцией (ЦМИС) в рамках программы работ, направленной на решение проблемы уборки семенников трав, были проведены испытания приспособлений ПСТ-10М и ПСТ-10 к комбайну Дон-1500, ПСТР-10 к комбайну СК-10 НЧЗ «Ротор» и приспособления к комбайну Е-516В (ГДР). Кроме того, по инициативе Центральной МИС, ВИСХОМ и КБ ККЗ была проведена работа с комбайном Енисей-1200НМ, оборудованного очисткой с наддувом, терочным приспособлением, установленным на подбарабанье первого барабана, и дополнительным нижним решетом с отверстиями 3 мм. В ходе испытаний требованиям технического задания по потерям семян (8%) - удовлетворял лишь комбайн Е-516В, но при подаче не более 0,7... 1,0 кг/с растительной массы. Увеличение подачи до 1,3... 1,8 кг/с приводило к преодолению заданного рубежа по потерям семян всеми сравниваемыми зерноуборочными комбайнами. При увеличении подачи до 1,9...2,2 кг/с потери семян резко возрастали у всех сравниваемых комбайнов за счет не вытертых при обмолоте семян и потерь свободных семян в полове. При скорости воздушного потока 4 м/с и более также наблюдалось резкое увеличение потерь за счет массового выноса как вытертых, так и не вытертых семян. Содержание сорных примесей в бункерной массе достигало 56,3%. Производительность за час основного времени оценивалась не выше 0,87 га, наработка представленных на испытания образцов комбайнов на отказ - от 22-х до 52-х часов.

Причиной этих недостатков является то, что при обмолоте зерновых культур связи зерновки в колосе разрушают инерционные ускорения. При обмолоте люцерны ударному воздействию подвергаются относительно легкие многосемянные бобы повышенной влажности, находящиеся в различных фазах спелости. Поэтому вымолот части семян из бобов без нанесения существенных внутренних повреждений затруднен. При этом относительно качественный обмолот бобов люцерны, без массового расщепления и выделения семян, сопровождается повышенным измельчением листостебельной массы с образованием мелкого плодо-во-семенного вороха повышенной влажности и засоренности. Для фракционного разделения подобного вороха на очистных органах зерноуборочного комбайна необходимо обеспечивать относительно малую - до одного килограмма в секунду - подачу растительного материала.

Очевидно, что использование обладающих пропускной способностью 5... 10 кг/с и выше зерноуборочных комбайнов при подаче обрабатываемой растительной массы 0,7.. .1,0 кг/с технологически и экономически мало эффективно.

Для уборки семенного и высококачественного товарного зерна и семян трав рекомендуется применять новые зерноуборочные комбайны с наработкой не менее 50-ти и не более 250-ти гектаров. Комбайны с наработкой до 50-ти гектаров интенсивно повреждают семена острыми кромками и заусенцами рабочих органов молотильно-сепарирующих устройств, плавающих транспортеров, шнеков и элеваторов. В результате естественного износа рабочих органов острые кромки сглаживаются, степень повреждения семенного материала уменьшается. Однако уже при наработке более 250.. .350-ти гектаров из-за износа и прогиба бичей и планок подбарабанья недомолот резко возрастает. Для устранения недомолота требуется уменьшение зазоров в молотильно-сепарирующих устройствах, что обуславливает увеличение микроповреждений и дробление семян.

Так, эффективность разделения компонентов смеси по аэродинамическим свойствам зависит от критической скорости витания частиц (табл. 1.1). Критическая скорость витания относительно массивных зерен пшеницы обеспечивает возможность их очистки в воздушном потоке от легких примесей, после

чего они сквозь колеблющиеся решета направляются в зерновой шнек и бункер зерноуборочного комбайна.

Таблица 1.1- Сравнительные данные по физико-механическим свойствам семян пшеницы и люцерны

Наименование культуры Пшеница Люцерна

Размеры семян, мм: толщина 1,5...3,8 0,5...1,3

ширина 1,6...4,0 0,8...2,0

длина 4,2...8,6 1,1. .2,5

Скорость витания семян, м/с 8,9...11,5 2,5...8,0

Скорость витания мелких соломистых частиц 5,0...6,0

Плотность, кг/м3 650...810 820...830

Масса тысячи семян, г 22...42 1,5...1,9

Коэффициенты трения скольжения по стали 0,36...0,65 0,30

Однако скорость витания мелких - длиной менее 10 мм, - соломистых частиц, к которым можно отнести и многосемянные бобы люцерны, составляет 5,0...6,0 м/с. Скорость витания семян люцерны, масса которых в 15...28 раз меньше пшеничных, располагается в том же диапазоне. При очистке плодово-семенного вороха семена и бобы люцерны выдуваются из молотилки воздушным потоком вместе с мелкими частицами очищаемого вороха.

Уменьшение скорости воздушного потока менее пяти-шести метров в секунду не устраняет вынос свободных семян, но обуславливает сокращение выноса мелких частиц вороха из полости молотилки. Масса обмолоченного вороха — бобов и семян люцерны, а также различных сорных семян и частиц растений, почвы и насекомых - начинает ежесекундно нарастать и много-

кратно циркулировать в системе «колосовой шнек - барабан (или домолачивающее устройство) — решето — колосовой шнек». Это приводит к быстрому забиванию рабочих органов очистки зерноуборочного комбайна, которая по своим конструктивно-технологическим параметрам не предназначена для выделения мелкой и легковесной плодово-семенной фракции люцерны.

Таким образом, причины полевых потерь выявляются из недостаточно полного соответствия конструктивно-технологических параметров рабочих органов зерноуборочных комбайнов физико-механическим свойствам обрабатываемого семенного вороха люцерны.

Важно отметить и такое конструктивно-технологическое несоответствие, как недостаточно качественное уплотнение рабочих органов отечественных зерноуборочных комбайнов. Так, например, в колхозе им. Щорса Долинского района Кировоградской области на уборке семенных посевов люцерны новым комбайном СК-5 «Нива» в ходе производственных опытов полевые потери урожая семян составили более 97% от средней биологической урожайности семян 0,48 т/га. Так, даже у новых комбайнов СК-5М «Нива» с заводской отметкой «герметизирован» ширина щелей между сопрягаемыми узлами и деталями составляет от двух до шести миллиметров, а в процессе эксплуатации размер щелей увеличивается до 16. ..20 мм.

Просыпание семян культурных и сорных растений через щели молотилки обуславливает не только полевые потери семян, но и последующую засоренность культурных посевов, являясь, таким образом, общим технологическим недостатком комбайновых методов уборки. Общепризнано, что широкое распространение комбайновых методов уборки в первую очередь обусловлено эффективностью реализуемого в них технологического принципа фракционного разделения обрабатываемого вороха материала с получением уже в поле практически готовой продукции.

1.2. Анализ существующих технологий и технических средств уборки семян трав

Современный зерноуборочный комбайн - сложная самоходная сельскохозяйственная машина, предназначенная для уборки целого ряда сельскохозяйствен-

ных культур: зерновых колосовых, зернобобовых, кукурузы, подсолнечника, семенников трав и др.

В качестве базовых машин для уборки семян трав в основном используются комбайны СК - 5М «Нива-Эффект», ДОН - 1500Б, РСМ -142 Acros и другие отечественные зерноуборочные комбайны с классической схемой молотилки.

Комбайны отечественного производства, уступают по своему техническому уровню зарубежным машинам. Но эти машины относительно просты по конструкции и надежны в работе [26].

Трудами научно-исследовательских организаций и опытом передовых семеноводческих хозяйств заложены основы механизированных технологий уборочных процессов.

В зависимости от состояния растений, сорта и почвенно-климатических условий, семена люцерны убирают комбайновыми или поточно - индустриальными способами. К комбайновым способам относятся прямое, раздельное и двухкратное комбайнирование.

Прямое комбайнирование применяется на уборке семян бобовых трав, когда использование других методов неэффективно, в частности, при неустойчивой погоде и сильно полегших травостоях, при их значительной низкорослости, разреженности.

Для полного вытирания семян из бобов и уменьшения их потерь зерноуборочные комбайны оборудовались приспособлениями заводского производства. Для комбайнов Дон-1500Б выпускалось приспособление 54-108А. Из-за неправильной установки они не всегда давали должный эффект.

В комплект серийного приспособления 54-108А входит съемная крышка капота молотильного барабана, оборудованная подвешенной колодкой с терочной поверхностью, отключаемой при уборке зерновых культур. Прилагаются также два сменных решета в деревянной рамке, с сеткой ступенчатой формы и ячейками размером в 2,8 и 2,0 мм, которые могут быть установлены на нижнее жалюзийное решето. В нем имеется комплект заслонок для перекрытия входных окон вентилятора в виде плоских разрезных колец, устанавливаемых на боковинах кожуха вен-

тилятора. Две сменные звездочки привода обеспечивают возможность повышения пропускной способности колосового шнека. В комплект входит также надставка транспортной доски и шарнирный щиток, не рекомендованных для использования при уборке семян клевера и люцерны.

Убирают люцерну на семена также прямым комбайнированием с предварительной десикацией травостоя. Для этого при побурении 75- 90% бобов травостой обрабатывают реглоном из расчета 2-4 кг/га. Уборку комбайном начинают через 4-6 дней после десикации, в жаркие годы через 2-3 дня.

Но достаточно попасть обработанным участкам под дождь и сильный ветер, как потери от самоосыпания резко возрастают, что приводит к снижению урожайности. Неравномерность распределения препарата по поверхности участка и допущенные огрехи становятся видны спустя 2 дня. Недостаточное количество препарата, попавшего на растение, приводит к тому, что растение восстанавливает свою жизнедеятельность. Участки с необработанными растениями сильно затрудняют работу комбайна, приводя к увеличению потерь семян при уборке.

Расширенное применение этого способа уборки сдерживается тем, что собранный в комбайне семенной ворох требует немедленной очистки на току, а использование соломы и половы на корм скоту категорически запрещено, наносится и экологический ущерб опылителям люцерны. Стоит отметить, и то что при уборке прямым комбайнированием потери в неблагоприятные годы могут составлять до 80%.

В районах, где в период уборки преобладает жаркая и засушливая погода, как, например, в степных районах Ставропольского края, в основном применяют раздельный способ уборки. При раздельном способе уборки урожая семян травостой скашивается в валки для дозревания семян и подсыхания листостебельной массы. Затем валки подбирают и обмолачивают.

Скашивание и укладку в валки, согласно рекомендациям, целесообразно осуществлять при наличии в травостое 70...80% побуревших бобов. Скашивание в более ранние сроки приводит к увеличению доли щуплых и неполноценных семян до 25...30%, а в более поздние - сопровождается потерями до 60...80%

семян от осыпания при подборе валков. Площадь скошенных травостоев должна соответствовать дневной выработке занятых на подборе валков комбайнов. При наступлении ненастной погоды, или увеличении срока между косовицей и подбором валков они прорастают зелеными растениями, что затрудняет их последующий подбор и обуславливает осыпание семян под валками.

Воздействие рабочих органов косилок и жаток при скашивании семенных травостоев приводит к осыпанию, как правило, наиболее спелых и сухих бобов люцерны. Размер полевых потерь при скашивании существенно зависит от влажности созревших бобов, которая изменяется в течение суток. В ночное время, примерно от нуля до шести часов влажность даже созревших бобов может повышаться до сорока процентов. Днем при сухой и теплой погоде влажность бобов уменьшается до пятнадцати-семнадцати процентов, а полевые потери семян из-за осыпания сухих бобов возрастают в 5...6 раз.

В ряде научно-исследовательских учреждений разрабатывались приспособления для уменьшения полевых потерь семян при скашивании люцерны в валки. Так, в НПО «Казсельхозмеханизация» было разработано пневматическое устройство для сбора в бункер зерноуборочного комбайна сходящих с полотна жатки семян. Приспособления аналогичного назначения к косилке-плющилке КПС-5Г были созданы в КНИИСХ и САИМЭ. Подобные разработки выполнялись и в отделе механизации СНИИСХ, однако не нашли широкого практического использования.

Двукратное комбайнирование сочетает в себе положительные стороны прямого комбайнирования и раздельного способа уборки трав на семена, хотя и является более энергоемким. Этот способ гарантирует сбор большей части урожая и в меньшей степени, чем раздельный способ, зависит от погодных условий.

Сущность этого способа заключается в том, что при созревании 45-70% семян травостой скашивают специально подготовленным для этого зерноуборочным комбайном. Обмолот травостоя производят при пониженной частоте вращения молотильного барабана и максимально увеличенных зазорах между бичами молотильного барабана и подбарабаньем молотильного устройства, кроме того, мак-

симально уменьшается пневмопоток зерноочистки. Обмолоченная в «мягком» режиме скошенная травяная масса с недозревшими семенами укладывается сузи-телем в валок, а созревшие семена вымолачиваются и собираются в бункер комбайна.

После дозревания семян в валке зерноуборочный комбайн с подборщиком обмолачивает валки в обычном режиме работы молотильного устройства, т. е как при раздельном способе уборки.

Двукратное комбайнирование при такой подготовке комбайна не нашло широкого применения на уборке семян трав в виду чрезмерно интенсивного воздействия рабочих органов комбайна на скошенную массу в первой фазе двукратного комбайнирования. В результате этого происходит сильное травмирование стеблей и обильное выделение сока. Это приводит к быстрому залипанию подбарабанья молотильного устройства комбайна, что вызывает дополнительное травмирование семян.

Рассматривая комбайновые виды уборки можно сделать вывод, что причины полевых потерь выявляются из-за недостаточно полного соответствия конструктивно-технологических параметров рабочих органов зерноуборочных комбайнов физико-механическим свойствам обрабатываемого плодово-семенного вороха люцерны. Кроме того, неравномерность созревания бобов люцерны и засоренность посевов, легкий вес и малые размеры семян также затрудняют полновесный сбор и качественное фракционное разделение семян и других компонентов вороха в полевых условиях и в сжатые агротехнические сроки. Для сокращения полевых потерь урожая при комбайновых методах уборки необходимы конструктивные усовершенствования зерноуборочных комбайнов, вплоть до создания специализированных уборочных средств.

Одним из основных технологических недостатков комбайновых технологий уборки является зависимость от погодных условий, а также необходимость выполнения всех операций технологического цикла в полевых условиях в сжатые агротехнические сроки. Начиная с 1950-х годов, в ряде стран проводились разработки альтернативных технологий уборки, в основном зерновых колосовых

культур, технологической особенностью которых выступает переработка растительной массы не в полевых, а в стационарных условиях. Подобные технологии получили название агро-индустриальных, или поточно-индустриальных.

Поточно-индустриальная технология под названием «Коккумс Аграр», разработанная шведской фирмы «Kockums Construction АВ», одной из первых была доведена до коммерческого использования в Финляндии 1977-м - 1978-м годах [72].

По данной технологии, при обмолоте вороха на стационаре травостой люцерны скашивают в валки и просушивают их в поле. Подбор и обмолот подсушенных валков осуществляется загерметизированными пенополиуретаном комбайнами, оборудованными приспособлениями 54-108А или без них. В процессе обмолота семена люцерны накапливаются в бункере комбайна, а измельченная травяная масса подается в прицепную сменную тележку.

Для снижения потерь семян при обмолоте каждый комбайн снабжается специальным поддоном-семяулавливателем. Этот поддон изготавливается из кровельного железа толщиной 0,8 мм, окантованного уголком 45x45 мм, и подвешивается под комбайн с учетом возможных мест утечки семян.

Обмолоченная и измельченная в поле масса доставляется в тележках на асфальтированную площадку наземных силосных траншей и здесь еще дважды обмолачивается комбайнами. Для подачи измельченной массы на жатку комбайна с целью ее повторного обмолота используется толкающая волокуша и питатель самодельной конструкции или кормораздатчик, оборудованный электропроводом и загружаемым погрузчиком.

Однако рассматриваемая технология также не лишена некоторых недостатков. Так при измельчении стеблей до размера 0,10...0,15 м плотность получаемого вороха позволяла использовать техническую грузоподъемность тракторных тележек не более чем на 20%, что увеличивало транспортные расходы и затраты труда. В процессе измельчения растительной массы и двойного обмолота зерноуборочными комбайнами увеличивалось дробление семян, ухудшались их биологические качества из-за повреждений при неоднократном ударном воздействии

жестких рабочих органов. Работа воздушно-решетных очисток зерноуборочных комбайнов была затруднена повышенным содержанием сбоины в измельченном и двукратно перемолоченном плодово-семенном ворохе люцерны. По-видимому, даже само использование в стационарных условиях самоходных зерноуборочных комбайнов явилось в какой-то мере вынужденным технологическим решением, так как по своим конструктивно-технологическим параметрам они недостаточно соответствуют физико-механическим свойствам обрабатываемого семенного материала.

Стоимость данного технологического проекта, включая строительство стационарного пункта переработки, равнялась стоимости ста сорока пяти самоходных зерноуборочных комбайнов пропускной способностью 4...5 кг/с. Значительные капитальные единовременные вложения и длительный срок их окупаемости из-за сложности организации круглогодичной загрузки стационарного пункта, а также ограниченность рынка сбыта соломы и брикетов из неё, привели к банкротству фирмы в 1981 году.

Обмолот всего биологического урожая на стационаре применяется в семеноводческих хозяйствах Краснодарского, Ставропольского края и других регионах. Эта технология позволяет использовать все компоненты урожая, сократить потери остродефицитных семян люцерны и других бобовых трав, снизить вредное влияние неблагоприятных погодных условий, улучшить кормовые качества незерновой части урожая. Свежескошенную травяную массу перевозят под навес на асфальтированную площадку, где заранее установлены вентиляторы для обеспечения активного вентилирования её.

Затем начинался обмолот высушенной в скирде массы. Для забора массы из скирды использовался погрузчик. Питатель равномерно подавая массу на жатку комбайна, последний снабжен приспособлением 54-108А и загерметизирован пенополиуретаном. Незерновая часть урожая собирается в тракторный прицеп и затем идет на приготовление гранул или на корм скоту.

Согласно данным рекомендациям [86, 87], скашивание растительной массы с укладкой в валки целесообразно осуществлять в период побурения 70...90%

бобов посредством косилок-плющилок КПС-5Г со снятыми плющильными вальцами или зерноуборочных комбайнов, оборудованных валковыми жатками. Просушивание валков до влажности не более 20% - в полевых условиях. Для подбора валков с измельчением и погрузкой растительной массы применяются самоходные кормоуборочные комбайны КСК-100, навесные фуражиры ФН-1,4+МТЗ-80 и другие аналогичные кормоуборочные средства с самосвальными тракторными прицепами 2ПТС-4-887А. Для уменьшения полевых потерь в тракторных прицепах уплотняют стыки бортов, кормоуборочные агрегаты оборудуют полотенно-транспортерными подборщиками, герметизирующими боковыми щитками, крышками и поддонами измельчающих аппаратов, удлинителями выгрузного трубопровода. Для уменьшения повреждения семян на барабане измельчающего устройства КСК-100 оставляют два ножа из двенадцати, что обеспечивает длину резки стеблей 0,10...0,15 м. Измельченную растительную массу перевозят и выгружают на площадке с твердым покрытием, а затем последовательно обмолачивают двумя зерноуборочными комбайнами СК-5А «Нива», оборудованными приспособлениями для уборки семенников трав 54-108А.

Для интенсификации вытирания семян клевера и люцерны на переднюю половину деки второго комбайна устанавливают металлическую сетку с отверстиями размером в два или три миллиметра. С целью предотвращения потерь семян от выдувания и разбрасывания в машинах, работающих на стационаре, возможные места утечки рекомендуется уплотнять всеми доступными средствами. Дозирование при подаче измельченного вороха на обработку осуществляют посредством кормораздатчика КТУ-10, приводимого от ВОМ трактора МТЗ-80 или электродвигателя.

Производственная проверка технологии была проведена в колхозе имени В.И. Ленина Ейского района и других хозяйствах Краснодарского края. По результатам проверки прямые эксплуатационные затраты по сравнению с комбайновой уборкой увеличились на 29,3%, приведенные - на 28,4%, затраты труда возросли незначительно. Дополнительный сбор, в среднем по 46 кг/га семян лю-

церны, компенсировал возросшие хозяйственные расходы и обеспечил, получение хозяйственной прибыли.

Однако принципиально близкие технологии, включающие операции обработки плодово-семенного вороха в стационарных условиях, выступают в настоящее время одним из перспективных направлений для хозяйственного внедрения при уборке семенников люцерны. В отличие от поточно-индустриальных технологий, как правило, они не требуют при внедрении существенных капитальных вложений, изначально рассчитаны на непосредственное использование имеющейся сельскохозяйственной техники и технологического оборудования. Сравнительно небольшие площади семенных травостоев определяют относительно небольшие объемы перевозимого, хранимого и перерабатываемого плодово-семенного вороха, а увеличение сбора семян - целесообразность и экономическую эффективность внедрения.

Уборка по схеме "Невейка" является одним из направлений безотходных технологий и технических средства для уборки семенников трав. При этом невеяный ворох, собранный полевой машиной, перерабатывают на стационарной универсальной линии. Обрабатывают ворох по новому методу сепарации - при низкоскоростных воздушных потоках. В результате повышается качество сепарации, как зерновых культур, так и мелкосеменных трав. Ворох труднообмолачиваемых культур проходит через специальное терочно-домолачивающее устройство. Использование способа «Невейка» для уборки люцерны позволяет почти полностью исключить потери семян. Кроме того, при таком способе уборки собирается и вывозится с полей значительная часть семян сорняков, до 1,5... 1,6 т половы на 1 га, которая при обычной комбайновой уборке практически теряется.

При оценке качества семян установлено, что дробление их при уборке способом «Невейка» составляет 1,28 %, а традиционным - 2,04 %, хотя режим работы молотильного аппарата обоих комбайнов был одинаковым: частота вращения барабана - 1100 мин"1, зазоры между его бичами и планками подбарабанья на входе 20 мм, на выходе - 4 мм.

Применение технологии «Невейка» позволило уменьшить количество свозимого на стационарный пункт материала до 50...60% от скошенной массы.

При уборке семенных травостоев люцерны принципиально сходная технология получила известность под названием «ставропольской» и применялась в ряде семеноводческих хозяйств.

Анализируя существующие технологии уборки семенных культур, приходим к выводу, что наиболее приемлемым является использования метода «Невейка», потому что она:

- является одним из направлений безотходных технологий с использованием технических средства для уборки семенников трав;

- приводит к наименьшему травмированию семян;

- обеспечивает вывоз большей части сорняков с полей;

- почти полностью исключает потери семян;

- не приводит к большим материальным затратам.

Но вместе с тем собираемый в бункер ворох обладает повышенной влажностью и разнофракционнастью состава. Эти факторы обуславливают в смеси силы сцепления, образование зон уплотнения, которые приводят к затруднению выгрузки из бункера зерноуборочного комбайна [88, 94].

1.3. Способы выгрузки убираемого материала и устройства

для его осуществления

В настоящее время при уборке бобовых культур, в частности, люцерны стоит задача интенсификации разгрузки невеяного вороха бункерными устройствами. Образование сводов во время разгрузки, как известно, ведет к нежелательным последствиям. Среди них увеличение простоя оборудования, уменьшение производительности и, как следствие, увеличение себестоимости продукции. Кроме того, собираемый невеяный ворох люцерны представляет с собой разнофракционную

массу с повышенной влажностью, выгрузка которой из бункера комбайна крайне затруднительна.

Одним из способов выгрузки такого вороха является применение ручного труда непосредственно во время выгрузки. Этот способ не требует применение дополнительных технических средств, так как при нем помощник комбайнера использует для подачи массы подручные средства (лопату, швабру, лом и т.д). Такой способ выгрузки приводит к длительным простоем комбайна, большим затратам физического труда, а иной раз и к травматизму помощника комбайнера во время выгрузки.

Другим способом является непосредственная выгрузка в кузов рядом идущего автомобиля во время движения. При этом способе ворох люцерны не залеживается в бункере комбайна и не образует своды. Этот способ хорошо зарекомендовал себя во многих хозяйствах. Недостатком такой выгрузки является применение дополнительного автомобиля и водителя, что приводит к возрастанию себестоимости семян люцерны.

Известен также экспериментальный комбайн КЗС-0,1 «Славутич», у которого для предотвращения зависания материала при выгрузке используются оригинальная конструкция бункера, показанная на рис. 1.1.

Недостатком его является то, что широкого применения комбайн не получил из-за особенности конструкции бункера, и увеличения времени на отказ.

Рисунок 1.1- Экспериментальный комбайн КЗС-0,1 «Славутич»

Зарубежными и отечественными учеными для решения данной проблемы были разработаны различные сводоразрушители для бункеров [88], которые принято называть побудителями или питателями. В зависимости от принципа действия они классифицируются на: механические, вибрационные, аэрационные и комбинированные (рис. 1.2).

Согласно этой классификации, механические побудители истечения разделяются на простые, лопастные, штанговые и рычажные. Имеются и комбинированные механические побудители истечения, такие как штанго-лопастные и штанго-рычажные [89, 90].

Аэрационные или как их еще называют пневматические вибропобудители делятся на аэроднища, мембранные и сопловые.

Рисунок 1.2 - Классификация питателей

В свою очередь вибрационные побудители истечения по конструкции делятся на вибробункеры, вибронасадки, вибростолы и виброплощадки. Они подразделяются и по расположению. Существуют вибропобудители, расположенные внутри бункера и вне бункера, т.е. снаружи. Кроме того вибрационные побудители истечения классифицируют по приводу рабочих органов. Существуют вибропобудители с механическим, электрическим, гидравлическим и пневматическим приводами [5].

При выборе сводообрушителя необходимо учитывать физико-механические свойства выгружаемого материала, параметры емкости, а также технические возможности устанавливаемого питателя.

Механические питатели. Наиболее распространенный механический питатель представляет собой вал с лопатками, установленный внутри бункера. При вращении вала, лопатки активно воздействуют на сыпучий материал, тем самым разрушая образованные своды и восстанавливая нормальное истечение из бункера. Недостатками таких конструкций является большая металлоемкость и достаточно высокое травмирование семясодержащего материала.

Такое устройство известно по патенту РФ № 2043275 [59] (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 - Бункер для сыпучих материалов по патенту № 2043275: 1 - корпус бункера; 2 - диск; 3 - горизонтальный вал; 4 - центральное колесо; 5 - водило; 6-1 - планетарный механизм; 8 - тормоз; 9 - муфта

Оно работает следующим образом. Материал, загруженный через верхнюю часть бункера с помощью транспортера (не показан), либо иным способом, в начальный период беспрепятственно проходит питатель и ссыпается через выгрузное окно. По мере увеличения слоя загружаемого в бункер материала происходит его уплотнение, что и приводит к образованию сводов. При прекращении поступления материала из бункера, что свидетельствует об образовании свода, включают привод, который сообщает горизонтальному валу 3 с дисками 2 вращательное движение и одновременно при вращении водила 5 планетарно-зубчатой передачи 6-7 колебательное движение. При этом диски 2, эксцентрично закрепленные на горизонтальном валу 3 и под углом к его оси, совершают круговые движения по сложной пространственной траектории, в результате чего каждый из дисков торцевой и боковой поверхностями воздействует на массу уплотненного материала.

Известен также ворошитель по патенту №2220898 [60] содержащий детали, представленные в подрисуночной надписи по рисунку 1.4.

Рисунок 1.4 - Бункерное устройство по патенту №2220898: 1 - емкость; 2 - выпускная воронка; 3 - рычаг; 4 - рукоятка; 5 - ворошитель; 6 - ось; 7,10- стенки; 8 - патрубок; 9 - винт; 11 - винтовой питатель.

При его работе ёмкость 1 заполняется сыпучим материалом (преимущественно связным). Рукоятка 4 находятся в крайнем нижнем положении, при котором лопасти ворошителя 5 выведены из зацепления с витками питателя 11. Винтовой пита-

тель 11 (преимущественно пружинный транспортер), совершая вращательное движение, выбирает определенный объем сыпучего материала и обеспечивает его выпуск через патрубок 8. При снижении производительности устройства и нарушении процесса выпуска сыпучего через патрубок 8 рукоятку 4 из крайнего нижнего положения отводят в одно из двух возможных положений влево или вправо, при этом штанга её, воздействуя на лопасти ворошителя 5, отклоняет его до зацепления лопастей ворошителя с витками питателя 11, после чего ворошитель, вращаясь, разрушает образовавшиеся своды, обеспечивая вынос материала питателем.

Эти устройства не нашли широкого распространения из-за сложности конструкции привода.

Вибрационные питатели. Вибрационные питатели получили название по типу колебаний, которые передаются побудителем виброплите. Побудитель, обеспечивающий виброколебания, по своей конструкции может быть механического, гидравлического или другого типа. К основным достоинствам вибрационных питателей следует отнести относительную простоту конструкции, незначительный расход энергии. Принцип действия вибрационных питателей основан на том, что физико-механические свойства материала, в основном связность, под действием вибрационных колебаний резко изменяются, и ранее зависший материал приходит в движение. К недостаткам вибрационных питателей можно отнести то, что при длительной работе вибрация может привести и к уплотнению материала. Поэтому, как правило, такие питатели включаются кратковременно.

Наиболее распространенным представителем вибрационных питателей являются установленные на комбайнах «Дон» [43,46,47,71] (рис. 1.5) гидравлические вибраторы по патенту №1218988 [57]. По этому патенту бункер зерноуборочного комбайна содержит корпус 1, образованный боковинами с наклонными стенками 2 и дном 3, а также выгрузной шнек 4. В корпусе 1 параллельно наклонному дну 3 установлена на упругих стойках 5 плита 6, копирующая форму дна и, соединенная с вибропобудителем 7. К плите 6 жестко присоединены плоские надставки 8, уплотненные относительно корпуса 1 эластичными элементами 9. Надставки 8 рас-

положены параллельно наклонным стенкам 2 корпуса 1 и соединены с ними посредством упругих стоек 5. Для предотвращения сводообразования над шнеком 4 установлена дополнительная плита 10, соединенная с основной плитой 6 посредством стойки 11.

Вибропобудитель 7 сообщает колебательное движение малой амплитуды и большой частоты плите 6 с прикрепленными к ней надставками 8. Под действием этих колебаний слой, прилегающий к плите 6 и надставкам 8, разрыхляется и течет по направлению к выгрузному шнеку 4.

Рисунок 1.5 - Питатель комбайна «Дон» по патент №1218988: 1 - корпус; 2 - наклонные стенки; 3 - дно; 4 - выгрузной шнек;

5 - упругие стойки; 6 - плита; 7 - вибропобудитель; 8 - плоские надставки;

9 - эластичные элементы; 10 - дополнительная плита; 11 - стойки.

При этом активизируется процесс выгрузки зерна за счет расширения зоны действия вибрирующего устройства. Кроме того, стабилизируется процесс выгрузки зерна за счет предотвращения поперечного перемещения вибрирующей плиты.

В бункере по патенту РФ №2245289 [61] интенсификация выгрузки зерна достигается тем, что бункер (рис. 1.6) для хранения и истечения сыпучих материалов, содержащий корпус 1 с продольными боковыми стенками 2, сходящимися к низу корпуса 1, и питатель 6, размещенный внутри корпуса 1 и имеющий рабочий ор-

ган, выполненный в виде расположенной параллельно продольной оси корпуса 1 обоюдоострой планки, установленной на несущих стойках, закрепленных при помощи шарниров на продольной боковой стенке 2 корпуса 1 с возможностью возвратно-поступательного вращения планки 3 вокруг шарниров 5 в вертикальной плоскости и связанных с приводом названного вращения планки с помощью кривошипного механизма 7, При этом упомянутые привод вращения планки и кривошипный механизм установлены снаружи корпуса 1, согласно изобретению снабжен транспортирующим органом 9, имеющим собственный привод 10 и размещенным внизу корпуса

1 между его сходящимися продольными боковыми стенками, дополнительным кривошипным механизмом и механизмами возвратно-поступательного

Рисунок 1.6 - Бункерное устройство по патенту РФ № 2245289: 1 - корпус; 2 - продольные боковые стенки; 3 - планка; 4 - несущая стойка; 5 - шарниры; 6 - привод; 7 - кривошипный механизм; 8 - вал;

9 - транспортирующий орган; 10 - собственный привод; 11 - механизм возвратно-поступательного продольного перемещения.

продольного перемещения 11 каждой стойки в вертикальной плоскости. Стойки пропущены через шарниры, при помощи которых они закреплены на продольной боковой стенке 2 корпуса 1, и установлены в этих шарнирах в возможностью возвратно-поступательного продольного перемещения 11 стоек в вертикальной плоскости, а на выступающем за пределы корпуса 1 конце каждой стойки уста-

новлен механизм возвратно-поступательного продольного перемещения 11 этой стойки. Концы стоек также пропущены через соответствующие механизмы их возвратно-поступательного продольного перемещения 11, каждый из которых смонтирован на соответствующем кривошипном механизме с возможностью поворота в вертикальной плоскости при вращении последнего.

Имеются и другие вибрационные питатели для разрушения сводов, однако принцип их работы близок к описанным выше.

Аэрационные питатели. Принцип аэрации основан на том, что пылевидные и порошкообразные материалы насыщаются воздухом (аэрация). Это вызывает увеличение пористости материала и снижение коэффициентов внутреннего трения. Сыпучесть материала значительно улучшается, и резко снижается вероятность зависаний и сводообразований.

Одним из примеров реализации такого принципа является пневмоударное устройство "ИСТА-3" (рис. 1.7) для обрушения сводов сыпучих материалов в промышленных бункерах (патент № 2005249) [62].

Рисунок 1.7-Пневмоударное устройство "ИСТА-3" по патенту РФ № 2005249

Предназначено оно для генерирования ударных волн в сыпучих материалах с целью предотвращения образования, а также обрушения сводов сыпучих материалов в промышленных бункерах путем преобразования энергии сжатого газа в энергию ударной волны и импульсы движущегося газа.

Это устройство, внедрено на многих предприятиях Российской Федерации (ЗАО "Вологодский хлебокомбинат", ЗАО "Гатчинский комбикормовый завод", ЗАО "Егорьевский хлебокомбинат", ЗАО "Ивановская пивоваренная компания" и ДР-

Однако метод обрушения сводов с использование пневматических сопел нельзя назвать полностью удовлетворительным, так как в некоторых случаях «воздушный факел» только обдувает нижнюю поверхность свода и не обрушает его. К недостаткам его следует отнести и необходимость использования сжатого воздуха, а также довольно ограниченную область применения (только для материалов, имеющих большую воздухопроницаемость).

Комбинированные питатели. Комбинированные питатели используют принцип работы нескольких типов устройств, объединяя в себе положительные качества механических и вибрационных питателей истечения. Представителем комбинированного устройства является бункер по патенту на изобретение № 1428274 [58].

Оно (рис. 1.8) работает следующим образом: перед заполнением бункера малосыпучим ворохом рычаг 18 поворачивается и фиксируется в зубчатом секторе 20 в положении, соответствующем полному закрытию двуплечих створок 12. Во время выгрузки вороха включаются выгрузной шнек 11 и вибратор 7. Рычагом 18 воздействуют через тягу 17 на раскосы 16, которые разводят дугообразные планки 15, совершая тем самым поворот осей 13 со створками 12. Этим достигается регулирование (дозирование) поступления вороха к выгрузному отверстию 11.

Под действием вибратора 7 начинают колебаться вибролисты 3 и 4 с жалюзий-ным решетом. Поперечные планки 8 и открытые створки 12 решета начинают разрыхлять нижний граничащий слой материала, оседающий в виде столбиков вороха в ячейках, образованных поперечными 8 и продольными 9 планками, а

также створками 12 и дугообразными перегородками 14. Затем зерновой материал просыпается на вибролисты 3 и 4, а соответственно далее на выгрузной шнек 11. От перемещения поперечных планок 8, а также от колебаний гофрированных продольных планок 9 и гофрированных вибролистов 3 и 4, воздействующих на боковые и нижнюю грани столбиков, ворох расслаивается, переводится в псевдо-жиженное состояние. При этом уменьшается внутреннее и внешнее трение и через окна 10, образованные нижней плоскостью поперечных планок 8 и вибролистом, зерно течет по последнему к выгрузному шнеку 11.

Рисунок 1.8 — Бункер зерноуборочного комбайна по патент на изобретение № 1428274: 1 - корпус; 2 - скатное днище; 3,4- вибролисты; 5 - каток; 6 - шарниры;

7 - вибратор; 8 - поперечные пластины; 9 - продольные пластины;

10 - окна для прохода вороха; 11 - шнек; 12 - регулируемые створки;

13 - оси; 14 - дугообразные перегородки.

Проанализировав конструкции различных питателей, и рассмотрев все их достоинства и недостатки, можно отметить следующее:

- стабильную выгрузку порошкообразного и мелкодисперсного материала могут обеспечить пневматические питатели. По мнению многих исследователей [72], [81] пневматические питатели также подходят и для борьбы со сводообразо-ванием порошкообразных, пылевидных, и сильно связных материалов. Хотя установка питателей этого типа связана с большими материальными вложениями и сложностями конструкции;

- обеспечение стабильности выгрузки малосыпучего материала показывают вибрационные питатели. По данным ряда исследователей во время вибрации коэффициент трения песка по стали и коэффициент внутреннего трения снижается в

40 и более раз. Недостатком его является то, что при разгрузке связного материала (такого, как невеяный ворох люцерны) вибрационные столы малоэффективны.

В связи с этим представляется предпочтительным для выгрузки из бункера комбайна невеяного семясодержащего вороха люцерны использовать комбинированный питатель. В настоящей работе проведены исследования разработанных нами устройств, имеющих и вибрационный и механический принцип действия, основные параметры и режимы работы которого обоснованы в последующих главах диссертации.

1.4. Анализ исследований процесса истечения сыпучих материалов из бункеров

Процессу истечения сыпучего материала из бункеров посвящены работы многих исследователей. Еще в 1852 году Е. Хаген получил формулу для расчета расхода сыпучего материала [103]:

q = C^(D-2ф2'5 -Л0'5, (1.1)

С

где # - весовой расход сыпучих материалов, кг/с;

С - коэффициент, учитывающий индивидуальные свойства материала; £> - диаметр выпускного отверстия бункера, м; кс — высота слоя сыпучего материала, м; й- диаметр частицы сыпучего материала, м.

В 1891 году В.Надеждин [56] в первом приближении теоретически описал механику сводообразования в бункерах. Сыпучее тело он рассматривал как совокупность сводиков, толщиной в одно зерно. Автор на основе «теории сводов» определяет давление сыпучего тела на дно и стенки бункера.

В последующие годы ряд исследователей уточняли зависимости Е. В. Хагена. Среди них М. Кетчум [113], Хинчлей [104], К.Такахаси [116, 117] и другие.

Позже ряд исследователей: А. Келлей [112], С. Грегори [102], У. Ояма, [115] продолжают исследования, связанные с влиянием различных факторов на расход сыпучих материалов из бункеров и дают новые зависимости.

Далее Г.И. Покровский, А. И. Арефьев [70], установили существенное влияние на скорость истечения зерна из бункера диаметра выгрузного отверстия, а также размера самих частиц Ис, что учтено в зависимости:

q = 0,83

rh \

с D

V У

VV* с-2)

где g—ускорение свободного падения, м/с2.

В этом направлении широко известны работы М. Протодьяконова [71], И.П. Линчевского [49], A.B. Дженике [109, 110, 111], Т. Танака [118, 119, 120, 121], Р. Квапила [114], Янсена [107, 108], К.В. Алферова [1, 2], П.Н. Платонова, Е.А. Ба-нита [3, 4, 68, 69,], P. JI. Зенкова [41, 42], В. Рейзнера [105, 106] и других [45,50, 51,]

Большой вклад в развитие теории истечения сыпучих материалов из бункеров внес доктор технических наук Гячев JI.B [35, 36, 37, 38]. Полученная им зависимость для расчета расхода хорошо согласуется с опытными данными:

q = ^.g.D;g(ß + v + ey,ucmhc-%, (1.3)

где ß - угол укладки частиц сыпучего тела в объеме бункера, град; /л - коэффициент поперечной деформации материала; со — собственная частота колебание зернового материала, Гц; Кст ~ длительность полного истечения сыпучего материала из бункера, с.

Тем не менее, теория JI.B. Гячева получила дальнейшее развитие применительно не только к сухим сыпучим материалам, но и к материалам с другими свойствами [34,67].

Из современных исследований наиболее углубленное изучение процессов истечения сыпучих материалов осуществил профессор В.А. Богомягких [8-23] и его ученики. Суть их опубликована в монографии «Теория и расчет бункеров для

зернистых материалов» [7,20]. Им определены закономерности сводообразования зерновых материалов при истечении, установлено влияние основных параметров бункеров на сводообразование. Получен оптимальный диапазон частот работы питателя для сельскохозяйственных зернистых материалов (от 0 до 10 Гц), разработана методика и алгоритм расчета питателя, впервые учитывающий сводообра-зующие факторы, как самих бункеров, так и аккумулируемых в них зернистых сыпучих материалов.

Анализ указанных выше работ и предложенных зависимостей для определения расхода сыпучих материалов из бункеров сельскохозяйственного назначения показывает, что процесс истечения этих материалов и сводообразования в бункерах постоянно уточняется и совершенствуется, нередко сужая к условиям фракционирования и использования их на одной монокультуре со строго определенными физико-механическими свойствами.

Процессы выгрузки малосыпучих материалов из бункеров уборочных машин изучены недостаточно, использование для этих целей серийных бункеров комбайнов сопряжено с образованием заторов, сводов, дополнительными затратами ручного труда и потерями продукции. Это вызывает необходимость проведения дальнейших исследований этих процессов применительно к мелкосеменным сельхозкультурам, уборка которых сопровождается большой засоренностью вороха и повышенной его влажностью.

Решению этих вопросов и посвящена настоящая работа.

Основным условием выгрузки невеяного вороха из бункера зерноуборочного комбайна является не допущение образования сводов в бункерах и выбор параметров емкости с учетом свойств конкретного материала в них. Однако эти условия в настоящее время не всегда выполнимы в силу различных технических и технологических причин. Поэтому на первый план встают вопросы исключения сводообразования и разработка специальных питателей для предотвращения зависания материала в бункерах при их разгрузке, в том числе и в бункерах зерноуборочных комбайнов.

1.5. Задачи исследования

В связи с этим в задачи исследования входило:

- уточнить основные физико-механические свойства компонентов невеяного вороха люцерны, оказывающие влияние на процесс его выгрузки из бункера зерноуборочного комбайна;

- исследовать процесс выгрузки невеяного вороха люцерны и обосновать принцип работы и конструкцию питателей шнека бункера зерноуборочного комбайна вибрационно-решетчатого и скребкового типов;

- определить условия появления дополнительных усилий, приводящих к разрушению, возникающих при выгрузке невеяного вороха люцерны сводов и установить зависимость для определения мощности, необходимой для работы питателей шнека при перемещении вороха;

- обосновать рациональные параметры и режимы работы питателей шнека вибрационно-решетчатого и скребкового типов;

- дать технико-экономическую оценку эффективности применения усовершенствованных питателей шнека при выгрузке невеяного вороха люцерны из бункера зерноуборочного комбайна.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Люцерна является основной культурой для создания прочной кормовой базы, необходимой для развития животноводства, при выполнении государственной программы «Развитие сельского хозяйства в РФ до 2020 года», полнота сбора семян зерноуборочными комбайнами при уборке сдерживается повышенными полевыми потерями.

2. Результаты анализа существующих технологий уборки семенных посевов трав показывает преимущества схемы «Невейка», применение которой позволяет сократить полевые потери семян, однако при таком способе уборки в бункере зерноуборочного комбайна собирается разнофракционный малосыпучий невеяный семясодержащий ворох, состоящий из 5-10 % свободных семян, остальная часть - обломки растительной массы, плотностью 150 — 250 кг/м3

3. Стабильная выгрузка невеяного вороха семян люцерны из бункера зерноуборочного комбайна сдерживается образованием сводов, для разрушения которых разработаны различные сводоразрушающие устройства.

4. Процессам истечения сыпучих материалов из бункеров посвящены работы многих исследований, которые описали механику сводообразования, влияние различных факторов на расход сыпучих материалов, однако процессы выгрузки малосыпучих материалов из бункеров уборочных машин изучены недостаточно, что вызывает необходимость проведение дальнейших исследований этих процессов применительно к мелкосемянным сельхозкультурам.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫГРУЗКИ ВОРОХА СЕМЯН ТРАВ ИЗ БУНКЕРА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМ ПИТАТЕЛЕМ

2.1. Модель сыпучего тела и принятые допущения

Убираемый невеяный ворох поступает в бункер комбайна с последующей его выгрузкой в транспортные средства.

На серийных комбайнах «Дон-1500Б» [75] и «Асгоз-530», которые сейчас более распространены на уборке семян люцерны, установлены бункеры вместимо-

3 3

стью 6 м и 9 м , обеспечивающие выгрузку до 3 тонн зерна в минуту различных культур.

Бункер комбайна «Асгоз-530» образован [79] сварным корпусом и сборно-разборным верхним строением, включающим поворотные боковины, вставные секторы и секции трансформируемой крыши. Бункер оснащен наклонным (загрузочным) шнеком, горизонтальным шнеком, вибрационным питателем и выгрузным поворотным шнеком. Выгрузные шнеки приводятся в действие через контрпривод при включении гидроцилиндра из кабины.

На передней боковине корпуса бункера расположено смотровое окно для наблюдения из кабины за наполнением бункера. Скорость выгрузки регулируют перестановкой щитков, уменьшающих или увеличивающих входную щель в горизонтальный шнек.

При уборке семян люцерны в бункер комбайна поступает масса, представляющая собой не только семена убираемой культуры, но их смесь с поврежденными семенами растений, половы, пыли, семян сорных растений, нередко очень похожих на семена убираемых культур и других растительных остатков. При этом растительные остатки могут иметь высокую влажность, достигающую 18% и более. Повышенная влажность, а также присутствие в смеси растительных остатков

и пыли обуславливает появление в смеси сил сцепления, образование зон уплотнения, которые приводят к сводообразованию в бункерах зерноуборочных комбайнов, что значительно затрудняет процесс выгрузки убираемой массы в транспортные средства [73].

Вследствие этого, к семенам люцерны, находящимся в бункере зерноуборочного комбайна можно применить комбинированную механическую модель дискретного сыпучего тела, основанную на допущениях моделей Л.В. Гячева, В.А. Богомягких и B.C. Кунакова [37,19,20]. Для использования механической модели сыпучего тела в работе приняты следующие основные допущения:

• частицы уложены в емкости бункера со среднестатистическим углом укладки;

• частицы подчиняются закону Амонтона-Кулона (учитываются силы сцепления);

• частицы движутся в потоке сыпучего тела по пересекающимся линиям скольжения;

• при движении сыпучего тела в бункере его насыпная плотность остается постоянной.

2.2. Условия, определяющие устойчивость сводов в бункере комбайна с семенным ворохом люцерны

При рассмотрении вопроса о возникновении сводов в бункерах различают неустойчивые и статически устойчивые своды [7].

Неустойчивые своды в процессе движения вышележащих слоев периодически разрушаются и тем самым вызывают пульсацию последнего в сечении выпускного отверстия бункера.

Статически устойчивые своды препятствуют истечению вышележащих слоев сыпучего материала. Центры составляющих их частиц лежат на кривой давления от вышележащей нагрузки [95].

В связи с этим процесс формирования сводов при истечении семенного вороха люцерны из бункера можно представить схематически следующим образом. Предположим, сыпучий материал, ограниченный поверхностями скольжения О1А и О1В (рис. 2.1), движется в сторону уменьшения поперечных сечений потока параллельными слоями так, что частицы каждого слоя, имея равные осевые скорости, все без исключения и одновременно проходят через любое его поперечное сечение, не нарушая при этом своего расположения в слое.

В этом случае все частицы за время I пройдут расстояние и окажутся в сечении аЬ:

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Шматко, Геннадий Геннадьевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Установлено, что из-за образования сводов выгрузка невеяного вороха люцерны существующими питателями бункеров ЗУК не стабильна, сопровождается потерями рабочего времени и травмоопасна.

Результаты уточненных основных физико-механических свойств невеяного вороха семян люцерны: фракционный состав (частицы размером 1 до 7 мм 91%); коэффициент пористости (к=0,69); углы естественного откоса по стали (0,42), пластику (0,41) и эмалированной поверхности (0,57); коэффициент внутреннего трения (0,77), свидетельствуют об их превышении аналогичных показателей у характерных сыпучих материалов, в связи с чем, повышается вероятность образования в бункерах устойчивых сводов. Обосновано, что для обеспечения процесса стабильной подачи невеяного вороха семян люцерны к выгрузному шнеку бункера зерноуборочного комбайна с одновременным разрушением сводов, его целесообразно подавать с помощью планок, перемещающихся по дну бункера и совершающих возвратно-поступательное движение.

Определены условия, при которых в процессе работы питателя, происходит перераспределение центра тяжести массы невеяного вороха семян люцерны, и создаются дополнительные усилия, разрушающие своды. Установлено, что эти условия зависят от соотношения геометрических параметров свода вороха, бункера и питателя.

Проведен анализ факторов, определяющих характер работы питателя, и получены условия перемещения вороха, выражения для оценки процесса подачи вороха питателем к шнеку бункера (2.30) и зависимости для расчета мощности (2.49), необходимой для работы питателей шнека при перемещении вороха (2.74).

Обоснованы рациональные параметры и режимы работы питателей при выгрузке вороха люцерны из бункера ЗУК: питателя скребкового типа - амплитуда 40-60 мм и частота колебаний 4-5 Гц, питателя вибрационно-решетчатого типа - амплитуда 4 мм и частота колебаний 5 Гц. 7. Годовой экономический эффект от устройства для выгрузки вороха люцерны, установленного в бункере зерноуборочного комбайна «Асгоб 530», составляет около 79 тыс. руб. при сроке окупаемости - не более 0,19 г.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шматко, Геннадий Геннадьевич, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Алферов, K.B. Бункерные установки / К.В. Алферов, P.JL Зенков. - М.: Машгиз, 1995.-308 с.

2. Алферов, К.В. Бункеры, затворы, питатели / К.В. Алферов. - М.: Машгиз, 1946.-178с.

3. Банит, Е.А. Исследование процесса истечения сыпучих материалов из отверстий сосудов: дис. ... канд. тех. наук: 05.20.01/ Банит Е.А. -Одесса, 1978-180 с.

4. Банит, Е.А. Расход сыпучих тел при истечении из отверстий/ Е.А. Банит, П.Н. Платонов. «Пищевая технология». - 1958. - С. 115-118 с.

5. Бауман В.А., Быховский И.И. Вибрационные машины и процессы в строительстве.- М.: Высшая школа, 1977. 255 с.

6. Блохин, А. В. Теория эксперимента [Электронный ресурс] / А. В. Блохин // Электронная книга БГУ. - 2003. - Режим доступа : http://anubis.bsu.by/publications/elresources/ Chemistry/ blohinl .pdf.

7. Богомягких, В.А Теория и расчет бункеров для зернистых материалов/

B.А Богомягких. - Ростов.: Издательство Ростовского университета, 1973.- 152 с.

8. Богомягких, В.А. Закон распределения числа динамических сводов в бункере при установившемся режиме истечения сыпучего тела/ В.А. Богомягких, В.Г. Ялтанцев. - Зерноград, 1986 - 120 с.

9. Богомягких, В.А. Интенсификация разгрузки бункерных устройств в условиях сводообразования зернистых материалов/ В.А. Богомягких,

A.П. Пенчук. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1997.-161 с.

10. Богомягких, В.А. Исследование сводообразования в осесимметричных бункерах при истечении легкосыпучих материалов: авториф. дис. ... канд, техн. наук: 05.20.01/ Богомягких, В.А. - Зерноград, 1968. - 24 с.

11. Богомягких, В.А. К вопросу образования сводов в бункерах при истечении зернового материала/ В.А. Богомягких. - Одесса, 1971.-119 с.

12. Богомягких, В.А. К расчету бункеров для зерна/ В.А. Богомягких// Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1968. - №8. -

C. 17.

13. Богомягких, В.А. О пропускной способности бункером/ В.А. Богомягких// Сообщения ВИЭСХ. - 1971 - №1109/09. - С45.

14. Богомягких, В.А. О рациональной форме выпуска отверстий бункеров/

B.А. Богомягких, В.И. Приленский// Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1970. - №6. - С.23.

15. Богомягких, В.А. Определение технологических параметров дозирующих устройств, работающих в гравитационном режиме/ В.А. Богомягких, В.В. Лященко// Механизация и электрификация сельско-

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25,

26,

27,

28.

29.

30.

31.

хозяйственного производства. - 1972. - №16. - С. 100. Богомягких, В.А. Процесс образования сводов в силосах и бункерах при истечении сыпучих материалов/ В.А. Богомягких, В.Г. Ялтанцев, В.А. Зыков. - Ростов-н/Д, 1974. - 115 с.

Богомягких, В.А. Расчет параметров и режимов работы питателей/ В.А. Богомягких, B.C. Кунаков// v Международная конференция по динамике технологических систем. - 1997. - №4. - С.19. Богомягких, В.А. Сводообразование как фактор, влияющий на технологические параметры бункеров/ В.А. Богомягких, В.В. Ляшенко// Механизация и электрификации сельскогохозяйственного производства.-1972.-№15. - С.143.

Богомягких, В.А. Статическая теория истечения сыпучих тел/ В.А. Богомягких, B.C. Кунаков, А.И. Пахайло. - Зерноград: ВНИПТИ-МЭСХ 1997.- 150 с.

Богомягких, В.А. Теория и расчет бункеров для зернистых материалов/ Богомягких В.А. - Ростов-н/Д: Изд-во Рост ун-та, 1973. - 148с. Богомягких, В.А. Требование безопасности к оборудованию для выгрузки сыпучих тел/ В.А. Богомягких, B.C. Кунаков. - В кН.: СПб, 1997. - С.23-25.

Богомягких, В.А. Угол укладки частиц сыпучего материала/ В.А.Богомягких, A.A. Лянник// Механизации и электрификаци социалистического сельского хозяйства. - 1970. - №8. - С.45. Богомягких, В.А. Условия истечения сыпучих материалов из бункера/ В.А. Богомягких, В.И. Приленский// Вопросы механизации и электрификации сельскохозяйственного производства. - 1968. - №12. - С. 147. Будник, А. В. Планирование эксперимента и обработка результатов: учебное пособие для вузов / А. В. Будник, В. Е. Галузо, 1С В. Андрухович. - Минск : БГУИР, 2003. - 48 с.

Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных/ Г. В. Веденяпин. - М. : Колос, 1973. - 197 с.

Веденяпин, Г. В. Эксплуатация машинно-тракторного парка / Г. В. Веденяпин, Ю. К. Киртбая, М. П. Сергеев. - М. : Сельхозиздат, 1963. -431 с.

Венецкий, И. Г. Основы математической статистики / И. Г. Венецкий, Г. С. Кильдшиев. - М.: Госстатиздат, 1963. - 308 с. Вентцель, Е. С. Теория вероятности : учеб. для вузов / Е. С. Вентцель. -М.: Высшая школа, 1999. - 576 с.

Вольф, В. Г. Статистическая обработка опытных данных / В. Г. Вольф. - М. : Колос, 1966. - 254 с.

Воронюк, Б. А. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений: методы исследования, приборы, характеристики / Б. А. Воронюк, А. И. Пьянков, Л. В. Мильцева и др. - М. : Колос, 1970. - 423 с. ГОСТ - 28301—2007. Зерноуборочные комбайны. Метод испытаний. -М. : Стандартинформ. 2010. - 35 с.

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45,

46,

47,

48,

49,

50,

ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения . - М. : Государственный комитет СССР по стандартам. - 1984. - 14 с.

Грановский, Ю. В. Основы планирования экстремального эксперимента для оптимизации многофакторных технологических процессов / Ю. В. Грановский. - М. : МИНХ, 1971. - 72 с.

Гутьяр, Е.М. Вопросы динамики сыпучей среды /Е.М. Гутьяр// ЦНИИСК. Научные сообщения. - 1985. - №2. - С.41. Гячев, Л.В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах / Л.В. Гячев. -М.: Машиностроение, 1968. - 184с.

Гячев, Л.В. О механической модели сыпучего тела / Л.В. Гячев// Механика сыпучих материалов: Тез. докл. Всесоюзн. конф - Одесса, 1975.-С.З-4.

Гячев, Л.В. Об основах теории истечения сыпучих материалов и некоторых результатах ее экспериментальной проверки / Л.В. Гячев, ГЛ. Кемер// Строительство и архитектура. - 1983. - №9. - С. 125. Гячев, Л.В. Теория бункеров / Л.В. Гячев. - Новосибирск: Изд-во Новосибирского ун-та. - 1968. - 148 с.

Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1979. - 416 с.

Жирабок, А. Н. Планирование эксперимента для построения математических моделей / А. Н. Жирабок. - Владивасток : Изд-во ДГТУ, 2001.- 127 с.

Зенков, Р.Л. Бункерные устройства / Р.Л. Зенков, П.Г. Гриневич, В.С.Исаев. - Г.: Машиностроение, 1977 - 224 с.

Зенков, Р.Л. Механика насыпных грузов / Р.Л. Зенков - М.: Машиностроение, 1960. - 24 с.

Иванов, И С. Сельскохозяйственные машины / И. С. Иванов, К. И. Лихоеденко, М. Я. Резниченко и др. - М. : Машгиз, 1962. - 684 с. Карпенко, А. Н. Сельскохозяйственные машины / А. Н. Карпенко,

B. М. Халанский. - М. : Агропромиздат, 1989. - 527 с.

Кенеман, Ф.Е. Исследование вероятности сводообразования при свободном истечении сыпучих тел /Ф.Е. Кенеман, Н.Г. Залогин, О.С. АнтошинаУ/Энерготехнические испытания топлива. - 1963. - №.4. —

C.265.

Кленин, Н. И. Практикум по сельскохозяйственным машинам и орудиям / Н. И. Кленин, И. Ф. Попов, А. С. Сергеев и др. - М.: Сельхозиз-дат, 1963. -320 с.

Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Н. И. Кленин, В. А. Сакун. - М.: Колос, 1994. - 751 с. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные машины/ Н. И. Кленин, И. Ф. Попов, В. А. Сакун. - М.: Колос, 1970. - 456 с.

Линчевский, И.Н. К вопросу об истечении сыпучих тел / И.Н. Линчев-ский// Журнал технической физики: - 1939. -№4. - С.343. Лукьянов, П. И. Аппараты с движущимся зернистым слоем / П. И.

51

52

53

54

55

56

57

58

59.

60.

61.

62.

Лукьянов. -М.: Машиностроение, 1974. - 184 с.

Лукьянов, П. И. О предельной скорости истечения материалов/ П. И. Лукьянов, И. В. Гусев, И. И. Никитина // Химия и технология топлива и масел. -№10. - С.45.

Любимов, А. И. Практикум по сельскохозяйственным машинам / А. И. Любимов, 3. И. Воцкий, Б. С. Ставицкий и др. - М. : Колос, 1971. - 206 с.

Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С. В. Мельников. - Л.: Колос, 1980. -213 с.

Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. - М.: МСХ и ПРФ, ВНИИЭСХ, 1998. -219 с

Методы математической статистики в обработке экономической информации : учебное пособие / Т. Т. Цымбаленко, А. Н. Байдаков, О. С. Цымбаленко и др. ; под ред. проф. Т. Т. Цымбаленко. - Ставрополь : АГРУС, 2007. - 200 с.

Надеждин, В.А Распределение давлений в сыпучих телах / В.А. Наде-ждин// Журнал МПС. - 1891. - № 1. С.9-21.

Пат. 1218988 SU А01, МПКП2/60, D 41/12. Бункер зерноуборочного комбайна / Ю. А. Песков, И. К. Мещеряков, Е. М. Ященко и др.; заявитель и патентообладатель Головное специализированное конструкторское бюро по комплексам зерноуборочных машин Производственное объединение «Ростсельмаш» №3636215/30-15; заявл. 1983.13.07; опубл. 23.03.1986, Бюл.№ 11.-2 с.

Пат. 1428274 SU А1, МПК F12/60. Бункер зерноуборочного комбайна / Гордиенко Б.Г., Ридный С.Д.; заявитель и патентообладатель Научно -производственное объединение «Нива Ставрополья» №4208999/30-15; заявл. 1987.13.03; опубл. 1988.07.10, Бюл. № 37.-3 с. Пат. 2043275 RU С1, МПКбВ65 D88/64. Бункер для сыпучих материалов / В.Н. Буробин, В.В. Фомин, Ю.А. Кузякова и др.; заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт по технологии и экономике хранения, транспортировки и механизации внесения в почву минеральных удобрений №5032330/13; заявл. 1992.03.16; опубл. 1995.09.10.

Пат. 2220898 RU С2, МПК7 B65G65/46, B65D88/64. Бункерное устройство / Г.М. Третьяков, В.С.Горюшинский, И.В.Горюшинский и др.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Промжелдортранс"; Самарская государственная академия путей сообщения №2002105073/12; заявл. 2002.02.26; опубл. 2004.01.10. Пат. 2245289 RU С1, МПК7 B65D88/64. Бункер для хранения и выдачи сыпучих материалов / заявитель и патентообладатель СамГАПС № 2003134882/12; заявл. 2003.12.01; опубл. 2005.01.27. Пат. № 2005249 RU. Пневмоударное устройство для обрушения сводов сыпучих материалов в промышленных бункерах / заявитель и патенте-

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74,

75,

76

77.

обладатель ООО НПП "ИСТА" № 2005249; заявл 30.12.1993. Пат. 2384502 Российская Федерация, В65Б 88/64. Устройство для обрушения сводов сыпучего материала в бункере / Шматко Г.Г., Ридный С.Д. - № 2008116960/12; заявл. 28.04.2008; опубл. 10.11.2009, Бюл. № 8. - 5с.

Пат. 2370941 Российская Федерация, А01Г 12/60. Устройство для выгрузки из бункера малосыпучего вороха / Шматко Г.Г., Ридный С.Д. -№ 2008131216/12; заявл. 28.07.2008; опубл. 27.10.2009, Бюл. № 30. -6с.

Пат. 2416558 Российская Федерация, В65Б 88/66. Устройство для разрушения сводообразования малосыпучего вороха бункера зерноуборочного комбайна / Ридный С.Д., Шматко Г.Г. - № 2010228690/12; заявл. 11.05.2010; опубл. 20.04.2011, Бюл. № 11.-5с. Пат. 2421977 Российская Федерация, А01Р 12/60. Устройство для разрушения сводообразования малосыпучего зернового вороха бункера зерноуборочного комбайна / Ридный С.Д., Шматко Г.Г., Глобин А.Н. -№ 2010108841; заявл. 09.03.2010; опубл.27.06.2011, Бюл. №18. - 6с. Пешль, И.А. Теория сводообразования в бункерах / И. А. Пешль.- М.: Мир, 1969. - 80 с.

Платонов, П.Н. Давление в потоке идеально сыпучего тела / П.Н. Платонов, А.П. Ковшун// Изв. ВУЗов. Пищевая технология. - №6. - С. 142. Платонов, П.Н. Исследование движения зерновых потоков : дис. ... д-ра. техн. Наук:05.20.01/ Платонов П.Н. - М., 1958. -320 с. Покровский, Г.И. Об истечении сыпучих тел / Г.И. Покровский, А.Н. Арефьев// Журнал технической физики. - 1937. -№7. - С.424. Протодьяконов М. М., Вобликов В. С. Определение крепости горных пород на образцах неправильной формы. Уголь, 1957, № 4. Ридный, С.Д. Совершенствование технологии и средств механизации уборки семенников люцерны : дис. ... канд. тех. наук: 05.20.01/ Ридный Сергей Дмитриевич - Ставрополь, 2002 - 126 с.

Ридный, С.Д. Обоснование конструктивно-технологического решения сводоразрушающего устройства бункера зерноуборочного комбайна / С.Д. Ридный, Г.Г. Шматко // Известия Горского ГАУ. - Владикавказ, 2009.-Т. 46,№2.- С. 101-105.

Ротенберг, Р.В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода / Р. В. Ротенберг. - М.: «Машиностроение», 1972. - 329 с. Сабликов, М. В. Сельскохозяйственные машины (основы теории и технологического расчета) / М. В. Сабликов. - М.: Колос, 1968. - Ч. 2. - 296 с.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012660834. Автоматизация расчетов экономической эффективности конструкторской разработки (А.Р.Э.Э.К.Р) / Шматко Г.Г., Ридный С.Д., Шматко С.Г.; заявители и правообладатели Шматко Г.Г, Ридный С.Д., Шматко С.Г. - № 2012618842; заявл. 18.10.2012; зарег. 29.11.2012. Сельскохозяйственные машины : практикум / М. Д. Адиньев и др. ;

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90,

под ред. А. П. Тарасенко. - М. : Колос, 2000. - 240 с. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А. А. Спиридонов. - М. : Машиностроение, 1981.-189 с.

Клецкина, М. И. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин : справочник под общ. ред.. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1967. - Т. 2. - 830 с.

Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - перевод со 2-ого американского перераб. изд. - М.: Наука, 1973.-825 с.

Стальной, В.П. Повышение эффективности процесса выгрузки влажных зерновых материалов из бункеров сельскохозяйственного назначения : дис. ... канд. тех. наук: 05.20.01/ Стальной ВикторП. -Зерноград, 2004 - 184 с.

Титов, В.М. Изыскание и исследование роторного рабочего органа для дозированной выгрузки стебельчатых кормов : дис.канд.техн.наук: 05.20.01./ Титов В. М.,- Ленинград-Пушкин, 1975-181с. Турбин, Б. Г. Сельскохозяйственные машины. Теория и технологический расчет / Б. Г. Турбин, А. Б. Лурье, С. М. Григорьев и др. -Л.: Машиностроение, 1967. - 583 с.

Фирсов, В.И. Исследование рабочего процесса и обоснование вибрационного раздатчика стебельных кормов : дис.канд.техн.наук: 05.20.01./ Фирсов В.И. - Зерноград, 1972 - 164 с.

Чумак, А. В. Механизация сельского хозяйства : Сб. переводов и обзоров иностранной литературы / А. В. Чумак. - М. : Изд-во иностр. литры, 1965.-24 с.

Шаукентаев, Ж.Т. Исследование процесса уплотнения соломистых материалов и обоснование параметров уплотнителя к тракторным прицепам ПТС-40 : дис.канд.техн.наук: 05.20.01.-Алма-Ата, 1970.-130 с. Шацкий, В.В. Моделирование механизированных процессов приготовления кормов/ В. В. Шацкий. - Запорожье: ПЦ «Х-ПРЕС», 1998. - 140 с.

Шматко, Г.Г. Устройства для улучшения выгрузки невеяного вороха из бункера зерноуборочного комбайна / Г.Г. Шматко // В сб. научных трудов: Научные исследования и их применение. Современное состояние и пути развития 2007. - Одесса, 2007. - С. 49-51. Шматко, Г.Г. Анализ конструкции выгрузных устройств / Г.Г. Шматко, С.Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках X Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2008». - Ставрополь: АГРУС, 2008. - С. 211-213.

Шматко, Г.Г. Устройство для улучшения выгрузки из бункера комбайна невеяного вороха / Г.Г. Шматко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - №1- С. 5.

91. Шматко, Г.Г. Моделирование деформированного состояние вороха в бункере комбайна / Г.Г. Шматко, С.Д. Ридный, А.Н. Глобин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - №4 — С. 10-11.

92. Шматко, Г.Г. Обоснование геометрических размеров питателя истечения / Г.Г. Шматко, С.Д. Ридный // Известия Горского ГАУ. - Владикавказ, 2010. - Т. 47, №2 - С. 138-139.

93. Шматко, Г.Г. Анализ силовых факторов и затрат мощности побудителя истечения при выгрузки из бункера комбайна малосыпучего вороха люцерны / Г.Г. Шматко, Е.В. Герасимов, С.Д. Ридный // Известия Горского ГАУ. - 2012. - Т. 49 № 3. - С. 305-308.

94. Шматко, Г.Г. Пути улучшения выгрузки из бункеров зерноуборочных комбайнов / Г.Г. Шматко, С.Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках X Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2008». - Ставрополь: АГРУС, 2008. - С. 216-217.

95. Шматко, Г.Г. Условия, определяющие устойчивость сводов в бункере комбайна / Г.Г. Шматко, С.Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сборник научных статей по материалам X Международной агропромышленной выставки «Агроунивер-сал-2010». - Ставрополь: АГРУС, 2010. - С. 263-267.

96. Шматко, Г.Г. Влияние частоты пульсации сыпучего тела на процесс истечения / Г.Г. Шматко, С.Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках X Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2010». - Ставрополь: АГРУС, 2010. - С. 267-268.

97. Шматко, Г.Г. Рассмотрение влияния изменения частоты и амплитуды работы сводоразрушающего устройства на распространение колебаний в ворохе люцерны / Г.Г. Шматко, Е.В. Герасимов // Аграрная наука -Северо-Кавказскому федеральному округу: сборник научных трудов по материалам 75-й научно-практической конференции. - Ставрополь: АГРУС, 2011. - С. 213-217.

98. Шматко, Г.Г. Результаты проведения полевых испытаний усовершенствованного питателя бункера зерноуборочного комбайна / Г.Г. Шматко, С.Д. Ридный // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сборник научных статей по материалам III Международной научно-практической конференции в рамках VII Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2012». - Ставрополь: АГРУС, 2012. - С. 290-293.

99. Шпилько, А. В. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники : метод, указ. / А. В. Шпилько и др. - М.: ВНИЭСХ, 1998. - 219 с.

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112,

113,

114,

115.

116,

117.

118.

119.

120.

121.

Юдин, M. И. Планирование эксперимента и обработка его результатов: монография / М. И. Юдин. - Краснодар.: КубГАУ, 2004. - 239 с. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики / А. А. Яблонский-М. : Высшая школа, 1971. - Ч. 2. - 488 с.

Gregory, S.A. Applied Journal of Chemistry/ S.A. Gregory. - 1952. -№2. -S.l

Hagen, E. Berliner Monatsberichte der Akademi der Wissenshaften/

E.Hagen.-1852.-№35.

Hinchley, Encyklopaedia Britannica, 1926.

Reisner, W. Beitrag zur Untersuchung der Fliess ubd Druckverhaltnisst von gebunkerten Schüttgütern in Abhängigkeit von der Bunkerform -«Bergbauwissenschaften», №8, S. 175, 1961.

Reisner, W. Bewegungsvorgange im Schuttgut beim Ausfliessen aus einem

Bunker, - «Bergbauwissenschaften», Bd. 9, № 4, 1962

Jansen, H.A. Versuche über Getreidedruck in Silozellen / H.A. Janssen//

Z.d. VDI. - Berlin, 1895. - В. XIX. -№35. -P. 104-109.

Jansen, H.A. Versuche über Getreidedruck in Silozellen/ H.A. Janssen. -

Berlin, 1895. - S.1045-1049.

Jenike, A. W., Woley R.H. How properties of bulk/ A.W. Jenike, P.L. Elsem.//Proceedings A.S.T.M.- 1960. -Vol. 60.-P. 1168 - 1181. Jenike, A. W. Gravity flow of solids/ A. W. Jenike.// Trans, of the institution of chemical Enginering. - 1962. - Vol. 40. - №5. - P. 264-271. Jenike, A. W. Whe bins don't flow?/ A. W. Jenike.//Mechanical Engineering. - 1964. - p.40-43.

Kelly, A.E. Petroleum Enginering/ A.E. Kelly. - 1945. - №16. - P. 136. Ketchum, M. S. Walls, Bins and Elevators, MCGraw - Hill/ M.S. Ketchum. -New York, 1911.

Kvapil, R. Probleme der Gravitationsflusses von Schutiguter/ R. Kvapil// Aufberatugs - Technik. - 1964. - №4. - S. 183-189. Oyama, Y. Reports of Scientific/ Y, Oyama, K. Nagano// Research Institute. - 1953. №29. - P.349.

Takahashi, K. Bulleten Institute/ K. Takahashi// Physike chemi Research. -

1933. - №12. - P.984.

Takahashi, K. Bulleten Institute/ K. Takahashi// Physike chemi Research. -

1934. -№6. -P.ll.

Tanaka, T. Chemical Engineering/ T. Tanaka - 1956. - №20. - P. 114. Tanaka, Т., Rate of discharge of granular materials from bins and hoppers/ T. Tanaka, H. Rose// The Engineer. - 1959. - Vol.208. - №5413. Tanaka, T. Whot do know about bin design/ T. Tanaka// Rock Products. -1961.-№2.

Tanaka, T. Ausflussgeschwundigkeit von Schultguten aus Aufbereitungs/ T. Tanaka, S. Kowai// Technik. - 1963. - №7. - P.282-286.