27.01.2022 

                                                                                Группа 301

Предмет: Технология механизированных работ в С/Х 

Тема урока: Технология и уборка зерновых культур 

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ
Для уборки зерновых культур в рекомендуемые сроки комбайновый парк страны необходимо увеличить минимум в два раза, на что потребуется от 700 до 1000 млрд рублей. Однако снизить потери зерна и его качества при сборе можно другим способом — посредством приобретения очесывающих жаток, если использовать технологию уборки зерновых колосовых культур комбайновым очесом. При внедрении этой методики производительность машин возрастает в 1,5–1,7 раза, и на 35–50 процентов сокращается расход топлива. За счет уменьшения сроков осуществления технологического процесса снижаются потери зерна по причине осыпания, удается сохранить его качество, регулируя при этом содержание белка, клейковины и другие характеристики.
Рис. 1. Зависимость среднего значения величины потерь осыпанием зерна озимой пшеницы сортов «Гром», «Донской простор» и ярового ячменя сорта «Ратник» в 2014 г.

Однако из-за несовершенства конструкций выпускаемых очесывающих жаток и их слабой адаптации к разнообразию свойств убираемого хлебостоя могут возрастать потери зерна и при их эксплуатации. Очевидно, что одним из направлений, обеспечивающих ускоренное внедрение новой технологии, является совершенствование конструкции очесывающих устройств, а другим — разработка методов, позволяющих объективно оценивать ее достоинства и недостатки. Третья особенность указанного способа заключается в необходимости при повышении производительности основного уборочного звена в 1,5–1,7 раза во столько же увеличивать мощность последующих этапов уборки — транспортного и стационарного. После комбайнового очеса на поле также остаются стебли растений, создающие благоприятные условия для снижения потерь влаги в летние послеуборочные месяцы и способствующие снегозадержанию в зимний период. В ряде случаев при подготовке полей для отдельных видов культур требуется дополнительный объем работ, оказывающих влияние на эффективность функционирования всего МТП сельхозпредприятия. Из сказанного становится очевидной необходимость разработки и совершенствования способов, направленных на решение задач при проектировании и внедрении технологии комбайновой уборки зерновых колосовых культур очесом.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

Причины, вызывающие потери зерна за жаткой, специалисты проанализировали, выделив в технологическом процессе три зоны. Для изучения влияния физико-механических характеристик убираемых растений на параметры и режимы очесывающих устройств была разработана математическая модель процедуры очеса зерновых культур. С ее помощью на первом этапе в зоне I рассмотрели процесс удара колоса о поверхность обтекателя. Полученная им кинетическая энергия до удара и после него была уподоблена величине работы, необходимой для выделения зерна из колоса. На втором этапе колос двигался по обтекателю. Сила, прижимающая его к поверхности, определялась упругими свойствами и количеством стеблей, находящихся впереди по ходу движения. Чем выше был коэффициент трения колоса о поверхность обтекателя, тем больше становилась сила трения, способная оторвать чешуйку от него и вызвать тем самым потери зерна. Величину силы, требуемой для отрыва, устанавливали на специально созданной лабораторной установке.

Рис. 2. Зоны потерь и взаимодействия очесываемого растения и продуктов очеса с рабочими органами очесывающей жатки. I — зона потерь при взаимодействии колоса с наружной поверхностью обтекателя; II — зона потерь выбрасыванием вперед по ходу жатки; III — зона потерь проходом через зазор между барабаном и ложем шнека; b — угол начала очеса; ωt — угол поворота зуба с зерновкой; е — угол движения зерновки по транспортирующему каналу; h — ширина канала в сечении S

В зоне II растение взаимодействовало с очесывающими зубьями жатки. Угол при начале очеса зависел от длины стебля, угла его наклона к поверхности поля, высоты расположения очесывающего барабана и его диаметра. Для того чтобы произошло разрушение колоса или его отрыв от стебля, необходим был достаточный импульс силы, величина которого обусловлена радиусом от центра барабана до точки на зубе, где происходит удар. При наклоне стебля к поверхности зуба в пределах угла трения зерна отскакивают и движутся в транспортирующем канале. Скорость и направление их движения можно определить на основе гипотезы сухого трения Ньютона. Если отскоку зерен препятствовали стебли или колосья других растений, то они двигались по зубу, повернувшись за время перемещения на определенный угол.

Направление скорости движения зерен после схода с зуба устанавливалось путем сложения темпов их перемещения по зубу и во вращательном передвижении. Скорость воздушного потока в транспортирующем канале зависела от его параметров, конструкции и темпов движения интегрирующего шнека. Поэтому перемещение зерна без потерь было обусловлено местом его отскока или схода с зуба, критериями движения после выхода и скоростью воздушного потока. Так как в очесанном ворохе присутствовали компоненты, различающиеся объемной массой, парусностью, коэффициентом трения и долей в общем объеме, то для нахождения средней скорости перемещения применялся закон сохранения количества движения. В зоне ІIІ потери зерна возникали в том случае, когда траектория его передвижения в сечении S была расположена ниже участка h.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВАРИАЦИИ

Результаты исследований, полученные с помощью математической модели, были проверены на специально созданной лабораторной установке, имитирующей процесс очеса зерновых культур, а затем на опытных образцах очесывающих жаток в 2013–2016 годах. В конструкции механизмов применялись новые технические решения, защищенные 18 патентами РФ. В частности, был реализован блочно-модульный принцип проектирования, согласно которому на базе основного модуля может быть подготовлен одно- или двухбарабанный вариант жатки. Они различаются тем, что в первом случае устанавливается обтекатель, а во втором внутри него монтируется дополнительный барабан. Однобарабанная жатка может снабжаться традиционным очесывающим барабаном с жестко закрепленными на нем граблинами либо с деталями, угол наклона которых можно изменять в соответствии с условиями уборки. Все типы жаток были дополнены вариаторным приводом барабанов.

При разработке вариантов технологии уборки очесом использовались методы анализа и синтеза систем. При описании функционирования уборочно-транспортных групп и комплексов применялись положения теории марковских случайных процессов с реализацией моделей на основе аналитических методов, статистического моделирования и теории кусочно-линейных агрегатов. Математическая модель определения оптимального состава МТП была построена с использованием линейного программирования, ветвей и границ, специальных логических конструкций. Критерий оценки эффективности «совокупные затраты» был принят в соответствии с ГОСТом Р 53056–2008, приложение Ж. При обработке данных экспериментальных исследований и изучении физико-механических характеристик растений убираемых культур специалисты обращались к традиционным статистическим методам и регрессионному анализу.