Результаты адаптации конструкции комбайна к работе с очесывающей жаткой
Ключевые слова:
зерноуборочный комбайн, уборка зерна, очес, энергоемкость, степень дробления зерна
Аннотация
Введение. Снижение дробления свободного зерна рабочими органами молотилки при очесе растений на корню является актуальной научной проблемой. Цель исследования – разработать техническое решение и экспериментально подтвердить возможность осуществления предварительной сепарации свободного зерна из очесанного зернового вороха до поступления его в молотильную камеру зерноуборочного комбайна.
Материалы и методы. Наиболее перспективным техническим решением, позволяющим минимизировать дробление свободного зерна, является наклонная камера, содержащая решетчатое днище с продолговатыми отверстиями, под которыми смонтированы наклонные шнеки. Экспериментальные исследования были разделены на два этапа. В первой серии экспериментов в лабораторных условиях определяли оптимальные размеры отверстий решетчатого днища, обеспечивающих максимальный проход свободного зерна. Во второй серии экспериментов оценивали степень сепарации и дробления свободного зерна в реальных полевых условиях.
Результаты исследования. По результатам лабораторных исследований установлено, что максимальный проход свободного зерна сквозь отверстия решетчатого днища составляет 68,7 % при ширине его отверстий 8 мм и их длине 160 мм. По результатам полевых экспериментов установлено, что средний проход свободного зерна сквозь отверстия решетчатого днища составляет 90 %. При этом дробление зерна в наклонной камере не превышало 0,5 %, а в бункере 1,75 %. Дробление бункерного зерна находилось в пределах 5,25 % при работе комбайна без предварительной сепарации очесанного зернового вороха на решетчатом днище наклонной камеры.
Обсуждение и заключение. Предварительная сепарация свободного зерна из очесанного вороха позволяет уменьшить дробление зерна как минимум в три раза, а также снижает мощность, которая расходуется на привод молотильного аппарата, на 11–12 %.
Литература
1. Шибалкин А. Е. Динамика производства зерна в России: объемные и структурные изменения // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2019. № 7. С. 44–48. doi:https://doi.org/10.31442/0235-2494-2019-0-7-44-48
2. Single- and Multispecies Farming Ecosystems in Field Forage Production / N. M. Belous [et al.] // Natural Volatiles and Essential Oils. 2021. Vol. 8, Issue 4. P. 7745–7764.
3. Жалнин Э. В., Ценч Ю. С., Пьянов В. С. Методика анализа технического уровня зерноуборочных комбайнов по функциональным и конструктивным параметрам // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12, № 2. С. 4–8. doi: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-2-4-8
4. Strategy of Technical Support of Grain Harvesting Operations in Republic of Kazakhstan / V. L. Astafyev [et al.] // AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 51, Issue 3. P. 46–51. URL: https://jglobal.jst.go.jp/en/detail?JGLOBAL_ID=202002246521566465 (дата обращения: 27.01.2022).
5. On the Substantiation of the Technological Scheme of the Combine Harvester with the Stationary Process of Threshing Bread Mass [Электронный ресурс] / A. S. Ovchinnikov [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Russian Conference on Technological Solutions and Instrumentation for Agribusiness, TSIA 2019 (21–22 October 2019). Vol. 488. Stavropol, 2020. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/488/1/012057
6. Загрузка комбайнов, требования к хлебным валкам и воздействие уборочной техники на агроландшафты как предпосылки разработки и применения порционной технологии уборки / И. Н. Глушков [и др.] // Известия Международной академии аграрного образования. 2021. № 57. С. 36–41. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=47467816 (дата обращения: 27.01.2022).
7. Adaptation of Threshing Devices to Physical and Mechanical Characteristics of Harvested Crops / Yu. F. Lachuga // Russian Agricultural Sciences. 2020. Vol. 46, Issue 2. P. 198–201. doi: https://doi.org/10.3103/S1068367420020111
8. Lovchikov A. P., Ognev I. I. Theoretical Background for the Development of Stationary Process of Grain Mass Threshing with a Combine Harvester [Электронный ресурс] // E3S Web of Conferences. International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2020). Vol. 193. Sevastopol, 2020. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019301004
9. Increase in Soil Moisture Reserves Due to the Formation of High Stubble Residues for the Accumulation of Snow Precipitation [Электронный ресурс] / M. Konstantinov [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Science and Technology Conference “Earth Science” (8–10 December 2020). Vol. 666. Vladivostok, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/666/5/052049
10. Результаты лабораторных исследований по определению оптимальных конструктивных и режимных параметров ротора / М. А. Федин [и др.] // Нива Поволжья. 2018. № 4. С. 169–174. URL: https://clck.ru/enmfi (дата обращения: 27.01.2022).
11. Buryanov A. I., Chervyakov I. V., Kolinko A. A. Strength Testing of Stripping Cylinder’s Tooth // INMATEH – Agricultural Engineering. 2021. Vol. 65, Issue 3. P. 67–72.
12. Development of a Method to Control Threshing Process Based on Properties of Harvested Crop Variety and External Factors [Электронный ресурс] / A. V. Alabushev [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 6t International Conference on Agriproducts Processing and Farming (17–18 October 2019). Voronezh, 2020. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/422/1/012005
13. Buryanov A. I., Chervyakov I. V. Using Combines for Cleaning Grain Crops by Non-Traditional Technologies // INMATEH – Agricultural Engineering. 2019. Vol. 59, Issue 3. P. 27–32.
14. Савин В. Ю. Зависимость степени дробления зерна пшеницы от частоты вращения очесывающего устройства // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2018. № 3. С. 98–102. doi: https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2018.3.98
15. Perspectives of Grain Pile Separation Before It Enters the Thresh-ER / V. Ozherelyev [et al.] // International Journal of Engineering and Technology. 2018. Vol. 7, Issue 2.13. P. 114–116. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i2.13.11622
16. Chaplygin M. E., Tronev S. V., Davydova S. A. Soybean Harvesting Using Current Dedicated Headers and Adapters [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Engineering Studies and Cooperation in Global Agricultural Production (27–28 August 2020). Vol. 659. Rostov Region, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/659/1/012014
17. Chaplygin M. E., Pekhalskiy I. A., Tronev S. V. The Choice of Combine Harvesters and Their Adapters for the Conditions of Northern Kazakhstan // AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 51, Issue 3. P. 74–76.
18. Съемная гребенка очесывающего оборудования : патент 2646054 Российская Федерация / Кухарев О. Н., Семов И. Н., Федин М. А. № 2017111437 ; заявл. 04.04.2017; опубл. 01.03.2018. 11 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37365086 (дата обращения: 30.01.2022).
19. Савин В. Ю. Исследование очесывающего аппарата устройства для уборки зерновых культур как колебательной системы // Инженерные технологии и системы. 2021. Т. 31, № 3. С. 403–413. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.031.202103.403-413
20. Очесывающий аппарат : патент 2726110 Российская Федерация / Савин В. Ю. № 2019117319 ; заявл. 04.06.2019 ; опубл. 09.07.2020. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43905335 (дата обращения: 30.01.2022).
21. Очесывающий аппарат : патент 2751846 Российская Федерация / Савин В. Ю. № 2020128369 ; заявл. 25.08.2020 ; опубл. 19.07.2021. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46476751 (дата обращения: 30.01.2022).
22. Наклонная камера зерноуборочного комбайна : патент 1687078 СССР / Дементьев А. В. [и др.]. № 4689013/15 ; заявл. 12.05.1989 ; опубл. 30.10.1991. 5 с. URL: https://patents.su/4-1687078-naklonnaya-kamera-zernouborochnogo-kombajjna.html (дата обращения: 30.01.2022).
23. Наклонная камера зерноуборочного комбайна : патент 2577892 Российская Федерация / Ожерельев В. Н., Никитин В. В. № 2014145875/13 ; заявл. 14.11.2014 ; опубл. 20.03.2016. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37388291 (дата обращения: 30.01.2022).
24. Ozherelyev V. N., Nikitin V. V., Komogortsev V. F. Comparison of Different Methods for Preliminary Separation of Free Grain When Hatcheling Standing Plants [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 1079. 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1079/6/062088
25. Зерноуборочный комбайн : патент 2680666 Российская Федерация / Шабанов Н. П., Хабрат Н. И., Умеров Э. Д. № 2016149302 ; заявл. 14.12.2016 ; опубл. 25.02.2019. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41019193 (дата обращения: 30.01.2022).
26. Комбайн для уборки зерновых культур на корню : патент 1766310 СССР / Данченко Н. Н. [и др.]. № 4670394/15 ; заявл. 06.02.1989 ; опубл. 07.10.1992. 5 с. URL: https://patenton.ru/patent/SU1766310A1 (дата обращения: 30.01.2022).
27. Зерноуборочный комбайн с очесывающей жаткой : патент 2744619 Российская Федерация / Ряднов А. И., Федорова О. А. № 2020120743 ; заявл. 16.06.2020 ; опубл. 12.03.2021. 4 с. URL: www.elibrary.ru/item.asp?id=45806659 (дата обращения: 30.01.2022).
28. Тишанинов К. Н. Обоснование конструктивно-технологической схемы решетного стана // Наука в центральной России. 2021. № 4. С. 13–17. doi: https://doi.org/10.35887/2305-2538-2021-4-13-17
29. Obtaining High-Quality Grain through the Use of Fractional Technology for Its Cleaning [Электронный ресурс] / V. I. Orobinsky [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials (26–29 February 2020). Vol. 640. Voronezh, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/640/2/022046
30. Orobinsky V. I., Gulevsky V. A., Gievsky A. M. The Technological Process of the Grain Harvester as a Complex Functional System [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: Mechanization, Engineering, Technology, Innovation and Digital Technologies in Agriculture. Vol. 723. Smolensk, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/723/3/032005
31. Ways to Reduce Injury to Seeds by the Harvester’s Final Threshing Device [Электронный ресурс] / V. I. Orobinsky [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: Mechanization, Engineering, Technology, Innovation and Digital Technologies in Agriculture. Vol. 723. Smolensk, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/723/3/032014
32. Ожерельев В. Н., Никитин В. В., Федин М. А. Влияние предварительной сепарации свободного зерна на устойчивость комбайна с очесывающей жаткой // Сельский механизатор. 2020. № 1. С. 4–6. URL: http://libryansk.ru/files/projectimage/agro/text/ozherelev_sm_2020_01.pdf (дата обращения: 30.01.2022).
33. Зерноуборочный комбайн : патент 2685735 Российская Федерация / Ожерельев В. Н. [и др.]. № 2018126059 ; заявл. 13.07.2018 ; опубл. 23.04.2019. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38145296 (дата обращения: 30.01.2022).
34. Зерноуборочный комбайн : патент 2756602 Российская Федерация / Ожерельев В. Н. [и др.]. № 2020137033 ; заявл. 10.11.2020 ; опубл. 04.10.2021. 5 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47120989 (дата обращения: 30.01.2022).
2. Single- and Multispecies Farming Ecosystems in Field Forage Production / N. M. Belous [et al.] // Natural Volatiles and Essential Oils. 2021. Vol. 8, Issue 4. P. 7745–7764.
3. Жалнин Э. В., Ценч Ю. С., Пьянов В. С. Методика анализа технического уровня зерноуборочных комбайнов по функциональным и конструктивным параметрам // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12, № 2. С. 4–8. doi: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-2-4-8
4. Strategy of Technical Support of Grain Harvesting Operations in Republic of Kazakhstan / V. L. Astafyev [et al.] // AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 51, Issue 3. P. 46–51. URL: https://jglobal.jst.go.jp/en/detail?JGLOBAL_ID=202002246521566465 (дата обращения: 27.01.2022).
5. On the Substantiation of the Technological Scheme of the Combine Harvester with the Stationary Process of Threshing Bread Mass [Электронный ресурс] / A. S. Ovchinnikov [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Russian Conference on Technological Solutions and Instrumentation for Agribusiness, TSIA 2019 (21–22 October 2019). Vol. 488. Stavropol, 2020. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/488/1/012057
6. Загрузка комбайнов, требования к хлебным валкам и воздействие уборочной техники на агроландшафты как предпосылки разработки и применения порционной технологии уборки / И. Н. Глушков [и др.] // Известия Международной академии аграрного образования. 2021. № 57. С. 36–41. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=47467816 (дата обращения: 27.01.2022).
7. Adaptation of Threshing Devices to Physical and Mechanical Characteristics of Harvested Crops / Yu. F. Lachuga // Russian Agricultural Sciences. 2020. Vol. 46, Issue 2. P. 198–201. doi: https://doi.org/10.3103/S1068367420020111
8. Lovchikov A. P., Ognev I. I. Theoretical Background for the Development of Stationary Process of Grain Mass Threshing with a Combine Harvester [Электронный ресурс] // E3S Web of Conferences. International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2020). Vol. 193. Sevastopol, 2020. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019301004
9. Increase in Soil Moisture Reserves Due to the Formation of High Stubble Residues for the Accumulation of Snow Precipitation [Электронный ресурс] / M. Konstantinov [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Science and Technology Conference “Earth Science” (8–10 December 2020). Vol. 666. Vladivostok, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/666/5/052049
10. Результаты лабораторных исследований по определению оптимальных конструктивных и режимных параметров ротора / М. А. Федин [и др.] // Нива Поволжья. 2018. № 4. С. 169–174. URL: https://clck.ru/enmfi (дата обращения: 27.01.2022).
11. Buryanov A. I., Chervyakov I. V., Kolinko A. A. Strength Testing of Stripping Cylinder’s Tooth // INMATEH – Agricultural Engineering. 2021. Vol. 65, Issue 3. P. 67–72.
12. Development of a Method to Control Threshing Process Based on Properties of Harvested Crop Variety and External Factors [Электронный ресурс] / A. V. Alabushev [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 6t International Conference on Agriproducts Processing and Farming (17–18 October 2019). Voronezh, 2020. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/422/1/012005
13. Buryanov A. I., Chervyakov I. V. Using Combines for Cleaning Grain Crops by Non-Traditional Technologies // INMATEH – Agricultural Engineering. 2019. Vol. 59, Issue 3. P. 27–32.
14. Савин В. Ю. Зависимость степени дробления зерна пшеницы от частоты вращения очесывающего устройства // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2018. № 3. С. 98–102. doi: https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2018.3.98
15. Perspectives of Grain Pile Separation Before It Enters the Thresh-ER / V. Ozherelyev [et al.] // International Journal of Engineering and Technology. 2018. Vol. 7, Issue 2.13. P. 114–116. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i2.13.11622
16. Chaplygin M. E., Tronev S. V., Davydova S. A. Soybean Harvesting Using Current Dedicated Headers and Adapters [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Engineering Studies and Cooperation in Global Agricultural Production (27–28 August 2020). Vol. 659. Rostov Region, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/659/1/012014
17. Chaplygin M. E., Pekhalskiy I. A., Tronev S. V. The Choice of Combine Harvesters and Their Adapters for the Conditions of Northern Kazakhstan // AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 51, Issue 3. P. 74–76.
18. Съемная гребенка очесывающего оборудования : патент 2646054 Российская Федерация / Кухарев О. Н., Семов И. Н., Федин М. А. № 2017111437 ; заявл. 04.04.2017; опубл. 01.03.2018. 11 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37365086 (дата обращения: 30.01.2022).
19. Савин В. Ю. Исследование очесывающего аппарата устройства для уборки зерновых культур как колебательной системы // Инженерные технологии и системы. 2021. Т. 31, № 3. С. 403–413. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.031.202103.403-413
20. Очесывающий аппарат : патент 2726110 Российская Федерация / Савин В. Ю. № 2019117319 ; заявл. 04.06.2019 ; опубл. 09.07.2020. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43905335 (дата обращения: 30.01.2022).
21. Очесывающий аппарат : патент 2751846 Российская Федерация / Савин В. Ю. № 2020128369 ; заявл. 25.08.2020 ; опубл. 19.07.2021. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46476751 (дата обращения: 30.01.2022).
22. Наклонная камера зерноуборочного комбайна : патент 1687078 СССР / Дементьев А. В. [и др.]. № 4689013/15 ; заявл. 12.05.1989 ; опубл. 30.10.1991. 5 с. URL: https://patents.su/4-1687078-naklonnaya-kamera-zernouborochnogo-kombajjna.html (дата обращения: 30.01.2022).
23. Наклонная камера зерноуборочного комбайна : патент 2577892 Российская Федерация / Ожерельев В. Н., Никитин В. В. № 2014145875/13 ; заявл. 14.11.2014 ; опубл. 20.03.2016. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37388291 (дата обращения: 30.01.2022).
24. Ozherelyev V. N., Nikitin V. V., Komogortsev V. F. Comparison of Different Methods for Preliminary Separation of Free Grain When Hatcheling Standing Plants [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 1079. 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1079/6/062088
25. Зерноуборочный комбайн : патент 2680666 Российская Федерация / Шабанов Н. П., Хабрат Н. И., Умеров Э. Д. № 2016149302 ; заявл. 14.12.2016 ; опубл. 25.02.2019. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41019193 (дата обращения: 30.01.2022).
26. Комбайн для уборки зерновых культур на корню : патент 1766310 СССР / Данченко Н. Н. [и др.]. № 4670394/15 ; заявл. 06.02.1989 ; опубл. 07.10.1992. 5 с. URL: https://patenton.ru/patent/SU1766310A1 (дата обращения: 30.01.2022).
27. Зерноуборочный комбайн с очесывающей жаткой : патент 2744619 Российская Федерация / Ряднов А. И., Федорова О. А. № 2020120743 ; заявл. 16.06.2020 ; опубл. 12.03.2021. 4 с. URL: www.elibrary.ru/item.asp?id=45806659 (дата обращения: 30.01.2022).
28. Тишанинов К. Н. Обоснование конструктивно-технологической схемы решетного стана // Наука в центральной России. 2021. № 4. С. 13–17. doi: https://doi.org/10.35887/2305-2538-2021-4-13-17
29. Obtaining High-Quality Grain through the Use of Fractional Technology for Its Cleaning [Электронный ресурс] / V. I. Orobinsky [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials (26–29 February 2020). Vol. 640. Voronezh, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/640/2/022046
30. Orobinsky V. I., Gulevsky V. A., Gievsky A. M. The Technological Process of the Grain Harvester as a Complex Functional System [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: Mechanization, Engineering, Technology, Innovation and Digital Technologies in Agriculture. Vol. 723. Smolensk, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/723/3/032005
31. Ways to Reduce Injury to Seeds by the Harvester’s Final Threshing Device [Электронный ресурс] / V. I. Orobinsky [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: Mechanization, Engineering, Technology, Innovation and Digital Technologies in Agriculture. Vol. 723. Smolensk, 2021. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/723/3/032014
32. Ожерельев В. Н., Никитин В. В., Федин М. А. Влияние предварительной сепарации свободного зерна на устойчивость комбайна с очесывающей жаткой // Сельский механизатор. 2020. № 1. С. 4–6. URL: http://libryansk.ru/files/projectimage/agro/text/ozherelev_sm_2020_01.pdf (дата обращения: 30.01.2022).
33. Зерноуборочный комбайн : патент 2685735 Российская Федерация / Ожерельев В. Н. [и др.]. № 2018126059 ; заявл. 13.07.2018 ; опубл. 23.04.2019. 4 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38145296 (дата обращения: 30.01.2022).
34. Зерноуборочный комбайн : патент 2756602 Российская Федерация / Ожерельев В. Н. [и др.]. № 2020137033 ; заявл. 10.11.2020 ; опубл. 04.10.2021. 5 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47120989 (дата обращения: 30.01.2022).
Опубликован
2022-06-27
Раздел
Технологии, машины и оборудование
