Повышение эффективности уборки льна-долгунца комбайновым способом путем совершенствования рабочих органов для сбора и перемещения мелкого льновороха тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Гуляев, Денис Вениаминович

• Гуляев, Денис Вениаминович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гуляев, Денис Вениаминович

Введение.

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования.

1.1. Современное состояние уборки льна-долгунца.

1.2. Анализ рабочих органов для сбора и транспортировки растительных материалов.

1.3. Обзор аналитических зависимостей перемещения растительных материалов в бункерах и пневмопроводах.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. Теоретические исследования к обоснованию конструкции и основных параметров пневмотранспортирующего устройства.

2.1. Теоретическое обоснование конструктивных параметров сборного бункера.

2.2. Математическое моделирование процесса пневмотранспортирования мелкого вороха.

2.2.1 Движение вороха в наклонном материалопроводе.

2.2.2 Движение вороха в отводе материалопровода.

2.3. Теоретическое обоснование конструктивных параметров переоборудованного тракторного прицепа.

3. Программа и методики экспериментальных исследований пневмотранспортера мелкого вороха.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Устройство и принцип действия лабораторной установки.

3.3. Методика планирования эксперимента.

4. Результаты экспериментальных исследований и анализ.

4.1. Определение рациональных конструктивных параметров и режимов работы пневмотранспортера.

4.2. Влияние параметров состояния льновороха на технологический процесс уборки льна-долгунца.

5. Экономическая эффективность пневмотранспортера мелкого вороха в технологической схеме льнокомбайна с роторным сепаратором.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности уборки льна-долгунца комбайновым способом путем совершенствования рабочих органов для сбора и перемещения мелкого льновороха»

Одной из важнейших задач сельскохозяйственного производства в процессе становления рыночных реформ является поиск эффективных путей увеличения объемов и повышения качества льнопродукции за счет совершенствования технических средств, используемых при уборке. В связи с низким уровнем производства продукции в стране, развитие льняного подкомплекса в АПК стала очевидна и диктуется необходимостью удовлетворения текстильных предприятий конкурентоспособным отечественным сырьем. Стебли льна являются основным источником волокнистого сырья для производства экологически чистых тканей, одежды, технический изделий. Семена льна-долгунца находят широкое применение в пищевой, медицинской, лакокрасочной и парфюмерной промышленностях.

В Северо-Западном регионе России используется комбайновая технология уборки. Она предполагает теребление и очес льна комбайнами с расстилом стеблей в ленту и получением льновороха, который поступает на пункты первичной переработки. Первичная переработка грубого вороха включает в себя искусственную сушку, сепарацию и обмолот с получением семян льна. Существенным недостатком в процессе уборки льна комбайном является повышенное содержание путанины в ворохе. При уборке в фазе ранней желтой спелости льноворох содержит до 60% путанины влажность, которой достигает до 80%. Это приводит к повышенному расходу топлива на сушку, дополнительным загрязнением окружающей среды, снижению посевных качеств семян и затягиванию сроков уборки. На сушку вороха расходуется до 60% топлива от всего объема, затрачиваемого на уборочные операции.

Одним из направлений, позволяющим снизить содержание путанины в ворохе и улучшить посевные качества семян, является сепарация льновороха роторным разделителем в процессе уборки льна-долгунца льнокомбайном. Сепарация вороха на комбайне предусматривает сбор и раздельную транспортаровку путанины и льновороха. В связи с этим разработка устройств, осуществляющих раздельную транспортировку путанины и мелкого льновороха в переоборудованный тракторный прицеп является актуальной задачей.

Анализ конструкций для сбора и перемещения сходных по физико-механическим свойствам материалов показал, что наиболее эффективным является всасывающе-нагнетательный пневмотранспортёр. Вопросы теории движения вороха в пневмоустановках рассматривались в основном применительно к несепарированному льновороху и с использованием установок нагнетательного типа, что неадекватно описывает процесс перемещения мелкого льновороха пневматическим способом.

В работе рассматривается и решается задача теоретического обоснования процесса сбора и обоснования конструктивных параметров сборного бункера; разработки математической модели транспортировки мелкого льновороха и теоретического обоснования места положения разделительной перегородки в тракторном прицепе.

Предлагаемый способ уборки с разделением материала на две фракции органично вписывается в технологические схемы переработки льновороха. Он позволяет использовать компактное недорогое оборудование для дальнейшей очистки, переработки и сушки мелкого вороха в хозяйствах с любыми посевными площадями, в т.ч. в крестьянских и фермерских хозяйствах.

В связи с этим поставлена цель исследования — повышение эффективности уборки льна-долгунца путём разработки и оптимизации крнструктивных и технологических параметров сборного бункера и пневмотранспортера смешанного типа для раздельного транспортирования компонентов сепарации.

На основе проведенных исследований на защиту выносятся:

• теоретическое обоснование конструктивных параметров сборного бункера;

• математическая модель пневмотранспортирования мелкого вороха;

• теоретическое обоснование места положения разделительной перегородки в тракторном прицепе;

• экспериментальные зависимости позволяющие оптимизировать конструктивные и технологические параметры сборного бункера и пневмотранспортёра;

• технико-экономические показатели использования пневмоустанов-ки в технологической схеме льноуборочного комбайна с роторным сепаратором.

Результаты математического моделирования дали возможность оценить степень точности полученных моделей, в том числе и по сравнению с ранее разработанными. Это позволило перейти к оптимизации конструктивных параметров пневмотранспортёра и реализации технических решений.

После выполнения технических решений, оптимизированная конструкция пневмоустановки проверялась на работоспособность при полевых испытаниях в СПК "Красное Знамя" Великолукского района Псковской области. Результаты агротехнической оценки показали преимущества предлагаемой технологической оценки по сравнению с существующей.

Использование технологической схемы льноуборочного комбайна с роторным сепаратором и пневмотранспортёром всасывающе-нагнетательного типа позволяет улучшить оценочные показатели льноуборочной машины.

Автор выражает благодарность за помощь в написании данной работы своему научному руководителю кандидату технических наук, доценту С.А. Катченкову, а также особую благодарность за помощь в проведении исследований заведующему кафедрой «Автомобили, тракторы и сельскохозяйственные машины», доктору технических наук, профессору В.В. Морозову.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гуляев, Денис Вениаминович, 2004 год

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. 284 с.

2. Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях."Лен-98": Междунар. науч.-техн.конф.: Тез. докл.: 21-23 окт. 1998г./Ред. кол.: Корабельников Р.В. и др.:-Кострома,1998. 303с.

3. Алферов К.В., Зенков Р.Л. Бункерные установки. Проектирование, расчет и эксплуатация М.: Машгиз, 1955. 308с.

4. Арзуманянц А.Г., Барер Н.Б,, Пилюганова Э.А. и др. Некоторые результаты исследования пневмотранспортных систем хлопкоуборочных машин 14ХВ2,4 и ХН-3,6 //Механизация хлопководства. 1974. №8. с. 3-5.

5. Артемьев В.Г. Основы совершенствования пружинно транспортирующих рабочих органов и их использование в различных технологических процессах растениеводства и животноводства: Автореф. дис... докт. техн. наук. Саратов, 1996-48с.

6. Артыков Н.А. Пневмотранспорт легкоповреждаемых материалов. Ташкент: Фан, 1984.-152с. 7. А.с. 365393 Сепаратор для хлопка. Исмаилов М.И., Артыков Н.А. и др. Опубл. в БНИ №6,1973. 2с. 8. А.с. 638298 Вентилятор-сепаратор. Латипов К.Ш., Артыков Н.А. и др. Опубл. в БНИ №47,1978. 2с. 9. А.с. 915823 Вентилятор сепаратор. Артыков Н.А. Опубл. в БНИ №12, 1982.-2с. Ю.Баранов И.В. К расчету транспортирования льняного вороха пневматическим способом //Тракторы и сельхозмашины. 1963. №6. с.30-32.

7. Баранов И.В. Исследование процесса пневмотранспорта льняного вороха и его компонентов: Автореф. дне... канд. техн. наук. Москва, 1966. 26с.

8. Богданов И.Н. Исследование и обоснование параметров пневмотранспортеров для складов гранулированных удобрений: Автореф. дис... канд. техн. наук. Рязань, 1978. 28с. И.Богомягких В.А. Теория и расчет бункеров для зернистых материалов. Издво Ростовского университета, 1973. 152с. 1 З.Быков Н.И., Луценко В.М., Смирнов В.И. Справочник механизаторальновода. М.: Россельхозиздат, 1981. 231с.

9. Вайсман М.Р., Грубиян И.Я. Вентиляционные и пневмотранспортные установки. М.: Колос, 1984. 367с.

10. Василенко П.М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев: УАСН, 1960 283с.

11. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1967. 159с.

12. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М Финансы и статистика, 1981. -263с.

13. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике. М.: Наука, 1982.-345с.

14. Гармаш Н.Т. Основы теории двухфазных воздушных потоков в рабочих процессах сельскохозяйственных машин: Автореф. дис... докт. техн. наук. Волгоград, 1967. 43с. 22.ГОСТ 20.915-

15. Сельскохозяйственная техника, методы определения условий испытаний. М.; 1975. 34с.

16. Гячев Л.В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах. М.: Машиностроение, 1968. 184с.

17. Гячев Л.В. Основы теории бункеров. Изд-во Новосибирского университета, 1992.-312С.

18. Данилова Т.А., Синицына СМ. Современные проблемы льноводства России Материалы международной научно-практической конференции. Торжок, 2000. с. 146-148.

19. Дзядзио A.M. Пневматический транспорт на зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Заготиздат, 1968. 328с.

20. Добрынин В.А., Беляев А.В., Дунаев П.П. и др. Экономика сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1990. 475с.

21. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1973. 253с.

22. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Книга 1.-М.: Финансы и статистика, 1986. 367с. ЗО.Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Книга 2. М.: Финансы и статистика, 1987. 352с.

23. Дубинин Н.Н., Корякин Л.Б. Прогрессивные технологии и техника для льняной отрасли Льняное дело.- 1997.- №3. с. 28-31.

24. Жуков А.А. Повышение эффективности процесса уборки льна-долгунца путем совершенствования технологической схемы льноуборочного комбайна: Автореф. дис... канд. техн. наук. Великие Луки, 2002. 19с.

25. Венков Р.Л. Механика насыпных грузов, (основы расчета погрузочноразгрузочных и транспортных устройств).- М.:Машиностроение,1964. 251с. 34.3ильберман П.Н., Мелькумов Ю.К. Новое в пневмотранспорте хлопкоуборочных машин Механизация хлопководства. 1961. №10. с. 13-16. 35.3ияев Х.А. Исследование и разработка центробежного вентилятора с лопатками нового типа для хлопкоуборочных машин: Автореф. дис... канд. техн. наук. Ташкент, 1967. 20с.

26. Зуев Ф.Г., Лотков Н.А., Полухин А.И. Подъемно-транспортные машины зерноперерабатывающих предприятий. М.: Колос, 1978. 264 с.

27. Иванова В.Ф. Исследование движения сельскохозяйственных сыпучих материалов в трубах и бункерах: Автореф. дис... канд. техн. наук. Ростов на Дону, 1969. 14с.

28. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям./ Под ред. М.О. Штейнберга. 3-е изд., пер. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 672с.

29. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. М.: Высшая школа, 1979.— 223с.

30. Катченков А., Жуков А.А. Исследования роторного сепарирующего устройства льняного вороха //Наука возрождению сельского хозяйства в XXI веке Материалы XXXIV научно-практической конференции Великие Луки, 2001. с. 287-291.

31. Катченков А., Жуков А.А. Совершенствование технологической схемы льноуборочного комбайна. //Наука возрождению сельского хозяйства в XXI веке. Материалы XXXIV научно-практической конференции Великие Луки, 2001. с.236-238.

32. Кеммер А.С. Пневматический транспорт зерновых продуктов в горизонтальных трубах: Автореф. дис... канд. техн. наук. Одесса, 1961. 30с.

33. Киров B.C. Исследование рабочего процесса вентиляторов броскового типа: Автореф. дис... канд. техн. наук. Ленинград, 1964. 18с.

34. Ковалев В.Б. Прогрессивная технология уборки и реализации льна Лен и конопля. 1983.- №2. с. 18-21.

35. Ковалев В.Б. Справочник-льновода. М.: Наука, 1978. 79с. 46,Ковалев М.М., Смирнов В.И., Козлов В.П. Повышение эффективности уборки льна комбайнами Материалы международной научнопрактической конференции.-Торжок, 2000. с. 139-142.

36. Кононенко В.Д. Методы расчета и реализации пневмотранспорта в закрученном потоке: Автореф. дис... докт. техн. наук. Ленинград, 1990. 40с.

37. Курс высшей математики Под ред. П.И. Романовского.- М.: Высшая школа, 1964.-357с.

38. Линартас И.-Б.В. Исследование пневматического транспортирования фрезерного торфа по горизонтальным трубопроводам разной формы поперечJ- ного сечения: Автореф. дис... канд. техн. наук. Каунас, 1971. 21с.

39. Литвинов А.И. Основные принципы теории движения потока тел: Автореф. дис... докт. техн. наук. Ереван, 1979. 4 1 с

40. Лукьянов П.И., Гусев И.В., Никитина Н.И. О предельной скорости истечения зернистых материалов //Химия и технология теплив и масел.- 1960. №10.-с. 45-49.

41. Малис А.Я. Пневматический транспорт сыпучих материалов при высоких концентрациях. М.: Машиностроение, 1969. 138с.

42. Маркевич Э.С. Курс высшей математики с элементами теории вероятности и математической статистики. М.: Высшая школа, 1972. 308с.

43. Мелегов В.Б. Исследование процесса сепарации грубого вороха, получаемого при комбайновой уборке льна долгунца: Автореф. дис... канд. техн. наук.-Минск, 1973. 22с.

44. Мельников СВ., Алешкин В.Р., Рощин П.Н. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов.- Л.: Колос, 1980. 168с.

45. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть

46. Нормативно-справочный материал. /Под ред. Н.Т. Тятлина. М, 1998. 167с. 5

47. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть

48. Нормативно-справочный материал. /Под ред. Н.Т. Тятлина.- М, 1998. 121с.

49. Методические рекомендации по определению экономической эффективности и использованию в сельском хозяйстве капитальных вложений и новой техники. Л.: НИПТИМЭСХНЗ, 1986. 58с,

50. Методические рекомендации по технико-экономическим расчетам для растениеводства Нечерноземной зоны РСФСР. Л НИГШШЭСХНЗ, 1986. 88с. бО.Мишагин В.Д. Исследование устойчивости работы системы всасывающего пневмотранспорта (в области малых энергозатрат): Автореф. дне... канд. техн. наук. Новочеркасск, 1971. 18с.

51. Можар А.И. Движение дисперсоида в трубопроводах некруглой формы (пневмотранспорт): Автореф. дис... канд. техн. наук. Москва, 1987. 16с.

52. Мухин В.В. Современные технологии возделывания, уборки, первичной обработки и переработки льна-долгунца и их особенности.: ВНИИЛ.Торжок, 2000. с. 18-19. бЗ.Нагорский Н.С., Карташевич СМ., Казакевич П.П. Эффективность механизации производства зерна и льна: состояние и перспективы //Тракторы и с X. машины. 1998. №6. с. 32-34.

53. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1975. 165с.

54. Объедков М.Г. Лен-долгунец.- М.: Россельхозиздат, 1979. 223с.

55. Основы планирования эксперимента в сельскохозяйственных машинах.М.: ВИСХОМ, 1974. 109с. 67.ОСТ. 70.8.9-

56. Испытания сельскохозяйственной техники.- Машины для уборки льна. Программа и методика испытаний. Взамен ОСТ 70.8.9-74: Введ. 01.07.81 132с.

57. Перевозки и подъемно-транспортные средства в сельском хозяйстве. Перевод с нем. и предисл. М.И. Серебряного. М.: Колос, 1978. 327с.

58. Петренко И.Я., Чужинов П.И. Экономика сельского хозяйства. Алма-Ата: Кайнар, 1988.-416с.

59. Писарчик А.В. Определение некоторых свойств льна-долгунца: сборник научных работ аспирантов. ЦНИИМЭСХ.- Минск.: Ураджай, 1988. 98с.

60. Пневмотранспортные установки. Справочник./Под ред. Б.А. Аннинского. Л.: Машиностроение, 1969. 200с.

61. Поличук Г.Ф., Шлепак A.M., Матвисев В.Н. Экономика производства и первичной переработки льна-долгунца. Киев: Ураджай, 1982. 96с.

62. Поздняков Б.А. Пути снижения энергоемкости производства льнопродукции Экономика, механизация и первичная обработка льна. Сборник научных трудов ВНИЦ[1.-Торжок,1987. Вып.24. с.33-36.

63. Понажаев В.П., Павлов Е.И. Состояние и перспективы развития семеноводства льна-долгунца в современных условиях.: ВНИИЛ.-Торжок,2000. с.60-62.

64. Понажаев В.П., Павлов Е.И, Яныщина А.А. Состояние посевных качеств семян льна-долгунца в льносеющих областях Российской Федерации.: ВНИИЛ.-Торжок,2000. с.63-65.

65. Разумов И.М. Пневмо и гидротранспорт в химической промышленности. М.: Химия, 1979.-248с.

66. Разумов И.М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов. М.: Химия, 1972. 240с. 78.РОДИНОВ Л.В. Проблемы механизации уборочных работ в льноводстве Тракторы и сельхозмашины, 1990. №6. с. 16-17. 79.РОДИНОВ Л.В. Внедрение прогрессивных технологий уборки путь повышения качества льнопродукции Тракторы и сельхозмашины. 1992. №6. -с.5-6.

67. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971.-192с. 81.РЫВКИН А.А., Рывкин А.З., Хренов Л.С. Справочник по математике. М.: Высшая школа, 1987. 480с,

68. Сегаль И.С. Методика расчета установок пневматического транспорта. Выпуск

69. Пневматические транспортные установки. М.: Машиностроение, 1962.-131с.

70. Смирнов В.И. Исследование процесса сбора и транспортирования вороха в льноуборочном комбайне с очесывающим аппаратом щелевого типа: Автореф. дис... канд. техн. наук.- Ленинград-Пушкин, 1978. 16с.

71. Соловьев А.Я. Льноводство. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1989.-320с.

72. Справочник льновода /Н.Г. Корейский, А.П. Коробач, М.С. Гаранович и др. 2-е изд., пер. и доп. Мн.: Ураджай, 1987. 240с.

73. Справочник льновода /Н.Н. Труш, И.П. Сергеев, А.Н. Марченков и др. Л Агропромиздат, 1985.-240с.

74. Справочник по специальным функциям. Под ред. М. Абрамовича, И. Стиган. М.: Наука, 1979. 832с.

75. Тарлецкий А.Г. Исследование рабочего процесса и обоснование параметров загрузчиков и выгрузных сушилок льняного вороха: Автореф. дис... канд. техн. наук.- Торжок, 1979. 21с.

76. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента.- М.: Легкая индустрия, 1974.-112с.

77. Толковский В.А. Исследование льняного вороха как материала для сушки. Труды ВНИИЛ. Выпуск 5,1958. 1 Юс.

78. Турбин Б.Г. Вентиляторы сельскохозяйственных машин. Л.: Машиностроение, 1968. 159с.

79. Урбан Я. Пневматический транспорт. Перевод с чешского Р.Е. Мельцера. М.: Машиностроение, 1967. 340с.

80. Успенский В.А. Пневматический транспорт. Свердловск.: Металлургизt дат, 1959.-251с.

81. Успенский В.А. Пневматический транспорт материалов во взвешенном состоянии. Свердловск-Москва.: Металлургиздат, 1952. 152с.

82. Хайлис Г.А. Механика растительных материалов. Киев: УЛАН, 1994. 332с.

83. Хайлис Г.А. Теория и расчет льноуборочных машин. Труды Великолукского сельхозинститута. Выпуск

85. Хайлис Г.А., Ковалев М.М. Исследование сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных М.: Колос, 1994. 215с.

86. Хакимов Д.А. Исследование процесса сепарации хлопка в вентиляторе сепараторе шпиндельной хлопкоуборочной машины: Автореф. дне... канд. техн. наук. Ташкент, 1966. 22с.

87. Хрусталев Б.М. Исследование процесса движения абразивно-воздушной смеси в трубопроводах: Автореф. дис... канд. техн. наук. Ленинград, 1977. -21с.

88. Центробежные вентиляторы /Под ред. Т.С. Соломаховой. М.: Машиностроение, 1975. 416 с.

89. Черников В.Г. Современный уровень и перспективы механизации льноводства Технические культуры. 1991. №1. с. 32-36.

90. Черников В.Г. Экологически безопасные технологии возделывания, уборки и первичной переработки льна-долгунца //Техника в сельском хозяйстве. 1994. №6. с. 2-4.

91. Черников В.Г., Ковалев М.М. Перспективная техника в льноводстве //Тракторы и с.-х. машины. 2000. №9. с. 13-15.

92. Черников В.Г. Энергосберегающие технологии и технические средства для возделывания, уборки и переработки льна.: ВНИИЛ.-Торжок, 2000.с.133-146.

93. Шапунов М.М., Коппель М.А. Пневматическое транспортирование сыпучих материалов. Л.: ЛдаТП, 1981. 29с.

94. Эглите Ю.Э. Исследование механики сыпучей зерновой среды и разработка методов оптимизации конструвстивных параметров вентилируемых

95. Ялтанцев В.Г. Оптимизация конструктивных параметров бункерных устройств сельскохозяйственного назначения: Автореф. дис... канд. техн. наук. Новосибирск, 1988. 16с.

96. Stenqel R.F. Recessed impeller moves fluid by virtex action Pesiqn News, Chicaqo, 1961,27, p. 28-29. м.