Луганський національний аграрний університет

Шокарев Олександр Миколайович

УДК 631. 354.2

ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ТА ОСНОВНИХ

ПАРАМЕТРІВ РІЗАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ РИСОЗБИРАЛЬНОГО

КОМБАЙНУ ОБЧІСУВАЛЬНОГО ТИПУ

Спеціальність 05.05.11 – Машини і засоби механізації

сільськогосподарського виробництва

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Луганськ - 2002

Дисертація є рукописом.

Робота виконана у Таврійській державній агротехнічній академії Міністерства

аграрної політики України (м. Мелітополь).

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Данченко Микола Миколайович,

завідуючий кафедрою фізики Таврійської

державної агротехнічної академії (ТДАТА)

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Тарасенко Володимир Віталійович,

професор кафедри "Сільскогосподарські

машини" ТДАТА

кандидат технічних наук, доцент

Колесніков Володимир Олексійович,

доцент кафедри "Експлуатація машино-тракторного

парку" ЛНАУ

Провідна установа: Дніпропетровський державний аграрний університет

Захист відбудеться "19" вересня 2002 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К29.841.01, Луганського національного аграрного університету, індекс 91008, м. Луганськ – 8, Луганський національний аграрний університет

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Луганського національного аграрного університету, індекс 91008, м. Луганськ, Луганськ – 8, Луганський національний аграрний університет

Автореферат розісланий "15" травня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої

ради, кандидат технічних наук, доцент _____________ Коваль В.Я.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним із перспективних напрямків розвитку комбайнової технології збирання зернових культур і рису є збирання методом обчісування рослин на корені, що дозволяє у 1,5...2,0 рази підвищити продуктивність комбайнів при істотному зниженні їхньої енергоємності і металоємності.

Проте невирішеність проблеми збирання обчісаного стеблостою залишається основним стримуючим фактором для широкого впровадження у виробництво нової рисозернозбиральної техніки обчісувального типу. Адже з агротехнічних вимог збирання з поля незернової частини врожаю – це необхідна умова для наступної обробки грунту, а з іншого боку, солома являє собою супутню цінну продукцію рослинництва, яка використовується у великих кількостях у тваринництві та інших галузях.

Дана робота присвячена пошуку раціональної технологічної схеми й обгрунтуванню параметрів різального пристрою, що забезпечує зрізання обчісаних на корені стеблів рису перед рушіями комбайна та укладку їх у валок, який потім спроможні підібрати існуючі комплекси соломозбиральних машин.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Робота виконувалася у науково - дослідній лабораторії зернозбиральних машин Таврійської агротехнічної академії відповідно до цільової комплексної науково-технічної програми О.Ц.035 “Розробка та освоєння високопродуктивних сортів рису, технологічних процесів, машин і обладнання для його вирощування, збирання та післязбиральної доробки” (№ ДР01840084094), у подальшому по держбюджетним темам: "Розробити рисозбиральний комбайн обчісувального типу" (№ ДР01860043979) і "Розробити технологічні процеси і основні робочі органи рисозбирального комбайну та польової збиральної машини, заснованих на принципі обчісування рослин на корені" (№ ДР02910041798) та у відповідності з науково-технічною програмою № 3 ТДАТА: "Розробка технологій, машин і обладнання для збирання та доробки овочів і зернових культур".

Автор особисто приймав участь у всіх вище перелічених роботах в якості відповідального виконавця, у яких займався питаннями розробки, виготовлення та дослідження різального пристрою рисозбирального комбайну обчісувального типу.

Мета роботи і основні задачі досліджень. Мета роботи полягала в обгрунтуванні параметрів та розробці різального пристрою, що забезпечує зрізання й укладку у валок обчісаних на корені стеблів рису у всьому діапазоні робочих швидкостей руху комбайна.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:

1.

2.

3.

4.

5.

Об'єкт та предмет досліджень. Об'єктом дослідження обрано технологічний процес збирання у валок обчісаних на корені рослин і різальний пристрій, що здійснює його. Предметом досліджень у роботі визначені взаємозв'язки між конструктивними і технологічними параметрами різального пристрою та фізико-механічними властивостями і параметрами стану збираємого стеблостою.

Методи досліджень. При проведенні пошукових, теоретичних, лабораторних і польових досліджень використовувалися методи динаміки матеріальної системи, математичного планування експерименту, математичної статистики, стандартні і приватні методики.

Наукова новизна одержаних результатів:

1.

2.

3.

4.

Практичне значення одержаних результатів:

1.

2.

3.

4.

Особистий внесок здобувача:

1.

2.

3.

4.

5.

Апробація результатів дисертації.

Результати досліджень доповідались та були схвалені на науково-технічних конференціях ТДАТА (м. Мелітополь, 1987...2001р.р.), на науково-технічних секціях НВО ВІСГОМ (м. Москва, 1988...1991р.р.), Красноярського ВО "Красноярський комбайновий завод" (м. Красноярськ, 1988р.), Сімферопольського ВКТБ по різальним апаратам сільськогосподарських машин (м. Сімферополь, 1987...1989р.р.), на міжнародній науково-практичній конференції (м. Мелітополь, 17...19 серпня 1994 року).

Публікації. Основні матеріали і положення дисертації опубліковано у 13 роботах, включаючи авторське свідотство на винахід.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, шести розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Обсяг роботи 159 сторінок машинописного тексту, ілюстрованих 9 таблицями, 59 малюнками, 173 формулами, список використаних джерел з 103 найменувань, додатки на 17 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрита суть наукової проблеми і її значимість, обгрунтована актуальність теми, сформульовані мета і задачі досліджень, визначено наукову новизну одержаних результатів та їх практичне значення, рівень апробації, дана загальна характеристика роботи.

У першому розділі “Стан питання збирання незернової частини врожаю. Ціль і задачі досліджень” приведений огляд засобів збирання зернових культур і рису, зокрема комбайнове збирання зернових культур і рису методом обчісування рослин на корені, та проведено аналіз існуючих способів та технічних засобів збирання незернової частини врожаю (НЧВ).

Вагомий внесок у розвиток зернозбиральної техніки внесли Пустигін М.А., Русанов О.І., Авдєєв А.В., Жалнін Е.В., Погорілий Л.В., Сєрий Г.Ф., Кутепов Б.П., Ліпкович Е.І., Шаповалов В.І. та інші відомі вчені, стосовно нової технології збирання врожаю обчісуванням рослин на корені – Шабанов П.А., Повіляй В.М., Гончаров Б.І., Голубєв І.К., Данченко М.М., Шуляков А.Г., Доронін Є.Ф., Ярмашев Ю.М., Гаврилов В.П. та інші, стосовно вивчення машин та обладнання для зрізання с.г. культур і збирання НЧВ – Босий Є.С., Резнік М.Є., Рустамов С.І., Сємьонов В.Ф., Резніченко І.О., Каралов М.Є., Дроздов М.І., Бель О.І., Воцький З.І., Іванцов В.І., Артюхін В.Ф. та інші.

У результаті аналізу літературних джерел встановлено, що в технологічній схемі збирання рису методом обчісуваня рослин на корені особливого значення набула проблема одночасного збирання (за один прохід комбайна) НЧВ, яка залишається у вигляді обчісаного стеблостою.

Вирішення цієї проблеми потребує розробки такого різального пристрою (РП), який конструктивно міг би вписатися за обчісувальним пристроєм перед рушіями комбайна і забезпечував би надійний технологічний процес зрізання та укладки у валок обчісаних стеблів рису у всьому робочому діапазоні швидкостей руху комбайна.

На підставі огляду існуючих різальних апаратів і пристроїв для транспортування із зони різання зрізаної маси зроблено висновок про доцільність застосування для зрізання обчісаних стеблів пальцьового різального апарату відкритого типу зі зворотно-поступальним рухом ножа, а для забезпечення безперервного очищення зони різання і транспортування зрізаної маси в горизонтальній площині без застосування мотовила необхідно розробити транспортуючий механізм у вигляді контуру нескінченного ланцюга з вертикальною віссю обертання та з закріпленими на ньому граблинами. Цими обставинами обумовлена мета і задачі подальших досліджень.

У другому розділі “Фізико-механічні властивості обчісаних на корені стеблів рису” викладені програма, методика і результати досліджень.

Програмою досліджень передбачалося: визначення біометричних параметрів стеблостою і їх основних ймовірносно-статистичних характеристик; вивчення геометричних, масо-інерційних, міцносних та жорсткісних властивостей обчісаних на корені стеблин рису.

В основу методик цих досліджень призначені стандартні методики ВІСГОМ, ВНДІ рису, ГСТ 70.8.1–81, ГСТ 70. 2.15–73 та інші. Вивчення фізико-механічних властивостей стеблів проводилося на полях рисосіючих господарств Криму.

Результати досліджень показали наступне. Густота стеблостою за багаторічними даними для найбільш поширених сортів рису "Краснодарський 424" і "Спальчик" варіює в достатньо широких межах при середніх значеннях відповідно 286 шт./м2 ( = 88 шт./м2 і = 30,8%) та 438 шт./м2 ( = 123шт./м2 і = 28,1% ). При цьому обчісувальний пристрій практично не змінює густоту стеблостою, так само як і міцність зв'язку стеблин із грунтом, яка залишається достатньо високою – середнє зусилля висмикування стебла з грунту становить 91,8 Н (при = 24,4 Н і = 26,6 % ). Таким чином, висмикування обчісаних на корені стеблин робочими органами РП малоймовірне.

Жорсткість обчісаних стеблин на згин варіює в межах (3,5… 92,5)10-3 Нм2 і вірогідно описується логарифмічно-нормальним законом розподілу. Виявлено достатньо сильний кореляційний зв'язок між жорсткістю і довжиною обчісаних стеблин (r = 0,89), масою стебла (r = 0,74) та діаметром стебла в районі другого міжвузілля (r = 0,70).

Імовірносно-статистичні моделі обчісаних на корені стеблин рису "Краснодарський 424" з рівнем статистичної надійності = 0,05 можна представити у вигляді слідуючих диференціальних функцій розподілу ймовірностей:

, (1)

, (2)

, (3)

де l0 – довжина незрізаної стеблини у сантиметрах, mн – її маса у грамах, хс – координата центра ваги стебла від його низу у сантиметрах.

Характер розподілу маси обчісаного стебла за його довжиною визначається зміною його лінійної густини (х), яка за даними експериментальних досліджень для цього сорту рису найкраще описується дробово-раціональною функцією

(4)

Проведені дослідження показали, що після проходу обчісувального пристрою довжина рослин зменшується в середньому на 16,5% і у полі залишається приблизно 73% НЧВ у вигляді обчісаного стеблостою, збирання якого покладається на різальний пристрій.

У третьому розділі “Теоретичні дослідження робочого процесу та обгрунтування параметрів різального пристрою”, враховуючи високу ефективність та технологічну надійність роботи рисозбирального комбайну обчісувального типу на швидкостях до 2,0…2,5 м/с, що обумовлюється технологічними можливостями обчісувального пристрою, визначено, що одним з основних критеріїв оцінки ефективності функціонування РП є його продуктивність. Відносно проблеми розробки РП визнано, що його продуктивність доцільно характеризувати масою соломи, яка збирається за одиницю часу: Qm=m/ст ГВрVм , де сталими величинами є швидкість руху агрегата Vм і ширина захвата Вр, а випадковими величинами є маса одного зрізаного стебла m/ст і густота стеблостою Г. Тому для випадкової величини Y = m/ст Г, що визначає врожайність зрізаної соломи, була знайдена щільність розподілу її ймовірностей у вигляді:

(5)

де х1=Г; х2=m/ст .

Це надало змогу статистично оцінювати випадкову величину Qm.

Несприятлива орієнтація стеблів у зоні роботи РП, а саме значне їх відхилення від вертикалі у напрямку руху обчісувального пристрою (на кут 0 = 50…70), зумовила, з огляду фізичної сутності процесу зрізання таких стеблин різальним апаратом сегментного типу при мінімальному поздовжньому і поперечному їх відгинах, необхідність установки його під деяким кутом до горизонтальної площини. Для забезпечення безперервної очистки зони різання і транспортування з неї зрізаних стеблин знайдене нове рішення, яке захищено авторським свідотством на винахід. Провідна ідея його полягає у переорієнтації зрізаних стеблин за допомогою бічних ударів, що наносяться відразу після їх зрізання нижче центру ваги, на транспортуючий механізм, виконаний у вигляді нескінченого ланцюга з закріпленими на ньому із певним кроком у двох різних площинах граблинами. Схема РП представлена на рис.1 Нижні граблини завдають бічні удари по зрізаних стеблах, а верхні підхоплюють їх і транспортують із зони різання в поперечному напрямку.

Теоретично встановлено, що циклічна частота () коливань ножа, яка забезпечує повне зрізання усіх стеблин, залежить від швидкості комбайна, від конструктивних параметрів різального апарата, таких як ширина верхньої кромки сегмента (b0), ширина протирізальної частини пальцю (b1), ходу ножа (S), та густоти обчісаного стеблостою і довжини еліпса у місті перерізання нахиленого стебла (Lэл). Вона визначається нерівністю:

(6)

Довжина еліпса, у свою чергу, залежить від діаметра стебла (d), кута нахилу обчісаного стебла (0), кута установки різального апарата (). Кут запропоновано визначати з співвідношення:

град (7)

де с – кут нахилу ріжучої кромки в площині сегмента від вертикалі; – кут тертя стебла по ній.

Важливе значення має взаємозв'язок між швидкістю Vм руху комбайна, висотою Н0 установки різального апарата і допустимим поздовжнім відгином qmax обчісаних стеблин. Дослідженнями встановлено, що цей взаємозв'язок визначається нерівністю:

Vм (8)

де – припустимий повздовжній відгин стеблів;

– граничний кут нахилу стеблин, при якому вони починають ламатися (для рису = 800);

0 – кут нахилу обчісаних стеблин від вертикалі;

hсегм – висота сегмента.

Для обгрунтування параметрів транспортуючого механізму, що забезпечує очищення зони різання і транспортування зрізаної маси, розроблена математична модель процесу переорієнтування зрізаних стеблин. В її основі лежить теорема про зміну кінетичного моменту тонкого твердого стрижня (прийнятого за фізичну модель зрізаного стебла) відносно осі, перпендикулярній площині ОУZ (рис. 2) і яка проходить через центр його ваги (точка С), при умові, що відразу після перерізу стебла у точці О, розташованій на відстані hСТ = (АС) від його центру ваги, по ньому завдається бічний удар силою у довільній точці Q, яка знаходиться нижче центра ваги на відстані hQ = (QC). На рис. 2 система координат ОХУZ вибрана таким чином: вісь ОХ співпадає з напрямком руху комбайна, вісь ОУ перпендикулярна осі ОХ у горизонтальній площині так, щоб вісь ОZ була спрямована вертикальна вгору.

Попередні польові випробування макетного зразка різального пристрою на зернових колосових культурах (рис.4), які проводилися в КСП "Азовець" Приазовського району Запорізької області, показали, що при швидкості комбайну до 1,5 м/с технологічний процес зрізання та укладки у валок обчісаних на корені рослин протікав стабільно без втрат незрізом стеблової частини врожаю, втрати зрізаних стеблин, не укладених у валок, становили до 3%. При установленні різального апарату на висоті 75 мм і під кутом 300 відносно грунту середня висота стерні по всій площі склала 120 мм, а ширина валка не перевищувала 1,5 м.

Польові дослідження рисозбирального комбайна обчісувального типу разом з розробленим РП (рис.5) проводилися в КСП “Герої Сиваша” Красноперекопського району республіки Крим на збиранні рису сортів "Краснодарський 424" і "Спальчик".

Результати цих досліджень показали високу технологічну надійність роботи РП при швидкостях комбайну в межах 0,4…2,0 м/с. Залежність втрат неукладених у валок зрізаних стеблів (Qв) від швидкості комбайна (рис.6) найкраще апроксимується виразом

, (27)

де Vм в м/с, а Qв в %.

Залежність висоти стерні (Нст.) від швидкості комбайна (Vн) висоти установлення РП (Н0) та середнього значення кута нахилу обчісаних стеблів () відносно грунту апроксимовано наступним виразом

, (28)

де Н0 і Нст в мм, а Vм в м/с.

Ширина валка в середньому не перевищує 1,6 м, висота стерні в межах (150…200) мм, а погонна маса валка варіює в межах (1,7…2,3) кг/м.

Рис. 6. Вплив швидкості руху комбайна на роботу різального пристрою:

а) – втрати зрізаних, але не укладених у валок стеблів; б) – висота стерні; в) – погонна маса валка.

У шостому розділі “Практична реалізація результатів досліджень та економічна ефективність застосування розробленого різального пристрою” проведений аналіз порівняльних випробувань експериментального, базового і серійного комбайнів за їх техніко-економічними показниками (табл. 1).

За базову машину при розрахунку економічних показників прийнятий новий комбайн СКГО-12 з обчісувальним пристроєм, решетним сепаратором, без РП. Показники роботи базової машини узяті з “Протоколу № 13-120-85 (9037300) Попередніх випробувань комбайна рисозбирального обчісувального типу СКГО-12”.

Показники ефективності роботи експериментального комбайна порівнюються також з показниками роботи серійного комбайна “Єнісей–1200Р”, обладнаного серійною жаткою прямого комбайнування і валкоутворювачем.

Показники якості роботи експериментального комбайна узяті з актів випробувань, проведених лабораторією ТДАТА і Південно-українською МВС (м. Херсон).

Таблиця 1

Результати розрахунку показників економічної ефективності

Показник | Одиниці виміру | Серійний комбайн | Базовий комбайн | Експериментальний комбайн

Робоча швидкість збирання | км/год. | 2,08 | 6,26 | 6,26

Пропускна спроможність | кг/с | 6,0 | 10,0 | 18,0

Продуктивність агрегату | га/год. | 0,58 | 1,75 | 1,75

Втрати соломи | % | 6,0 | 30,0 | 5,3

Додаткова кількість соломи від зниження втрат на один комбайн за рік | Т | - | - | 767,8

Витрати праці при збиранні однієї тонни соломи | 0,07 | 0,04 | 0,02

Річна економія витрат праці на один комбайн | люд.-год. | - | - | 62,17

Годинна витрата палива | кг/год. | 22,2 | 16,0 | 17,8

Витрата палива на одну тонну соломи | кг/т | 1,63 | 0,65 | 0,43

Річна економія палива | кг | - | - | 684

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Встановлено, що пропускна спроможність експериментального комбайну на збиранні зернової і незернової частини врожаю рису за один прохід склала 18 кг/с, а це приблизно у 3 рази вище, чим у серійного на прямому комбайнуванні. Продуктивність комбайна в гектарах за годину експлуатаційного часу зросла до 1,8 га/год. (проти 0,6 га/год. у серійного комбайна) при значному зниженні витрат праці і годинної витрати палива. При впровадженні РП у виробництво річна економія витрат праці на один комбайн склала 62,2 люд.-год., річна економія палива 684 кг, прибавка в соломі за сезон збирання рису на один комбайн склала 768 тонн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Шокарев О.М. Обґрунтування параметрів різального пристрою до рисозбирального комбайна обчисуючого типу. – Техника в сельскохозяйственном производстве: Труды / Таврическая государственная агротехническая академия. – Вып.1, Т.4. – Мелитополь: ТГАТА, 1998.

2. Данченко Н.Н., Шокарев А.Н. Экономическая эффективность от внедрения в производство комбайна очесывающего типа. – Праці / Таврійська державна агротехнічна академія. – Вип..1, Т.15. – Мелітополь: ТДАТА, 2000.

Шокаревим О.М. виконані техніко-економічні розрахунки ефективності комбайну.

3. Шокарев О.М., Данченко М.М. Технічні вимоги до різального пристрою рисозбирального комбайна очісувального типу та його польові дослідження.– Праці / Таврійська державна агротехнічна академія. – Вип..1, Т.18. – Мелітополь: ТДАТА, 2001.

Шокаревим О.М. розроблена технологічна схема різального пристрою, а також проведені польові дослідження та оброблені результати.

4. Шокарев О.М. Збирання незернової частини врожаю комбайном очісувального типу.– Праці / Таврійська державна агротехнічна академія. – Вип..1, Т.22. – Мелітополь: ТДАТА, 2001.

5. А.С. 1601971 СССР, Режущее усройство сельскохозяйственных машин. /Шокарев А.Н. и др./ - Б.И. – 1990 - №20.

6. Данченко Н.Н., Шокарев А.Н. Некоторые физико-механические свойства очесанных на корню стеблей риса. – Научные труды НПО ВИСХОМ. – М.1989 вып.4.

Шокаревим О.М. проведені польові дослідження фізико-механічних властивостей обчісаних стеблин, а також оброблені результати досліджень і зроблені висновки.

7. Шокарев А.Н., Данченко Н.Н., Ануфриев Г.В. Анализ способов и средств сбора незерновой части урожая при уборке методом очесывания растений на корню. – Научные труды НПО ВИСХОМ. – М.1989, вып.4.

Шокаревим О.М. проведена класифікація засобів збирання незернової частини врожаю, а також пропонована технологічна схема збирання незернової частини врожаю.

8. Шокарев А.Н. Лабораторные исследования режущего устройства для среза и укладки в валок очесанных стеблей. – Сборник научных трудов МИМСХ. – Киев. 1992.

9. Голубев И.К., Гончаров Б.И., Шабанов П.К., Самофалов Н.К., Шокарев А.Н, Аблогин Н.Н. Обмолот риса на корню двухбарабанным очёсывающим устройством. – Тракторы и сельхозмашины, 1986, № 2.

Шокаревим О.М. проведені польові випробування обчісувального пристрою, а також пошукові експерименти різальних пристроїв. На основі їх, обгрунтовано метод збирання обчісаних стеблин.

10. Шабанов П.А., Шокарев А.Н., Голубев И.К., Аблогин Н.Н., Самофалов Н.К Уборка зернових культур методом очёса. – Техника в сельском хозяйстве. – 1985, №2.

Шокарев О.М. брав участь у проведені польових досліджень комбайну, а також проводив пошукові дослідження різального пристрою.

11. Шабанов П.А., Данченко Н.Н., Голубев И.К.. Шокарев А.Н. Уборка зерновых культур очёсыванием растений на корню. – АПК Достижения науки и техники.– 1990, №2.

Шокаревим О.М. проведено експериментальні дослідження різального пристрою разом з рисозбиральним комбайном. Представлено висновки щодо збирання обчісаних стеблин.

12. Шокарев А.Н. Основные параметры устройства для уборки стеблей после очёса растений на корню. – Материалы докладов международной научно-практической конференции 17-19 августа 1994 г., т.1 – Мелитополь, 1994.

13. Шокарев А.Н. Теоретические исследования устройства для уборки стеблей после очёса растений на корню. – Problem bydowy, orazeksploatacji maszym i urzadzen rolniczych. Tom 1 – Plock, 1995.

АНОТАЦІЯ

Шокарев О.М. Обгрунтування технологічної схеми та основних параметрів різального пристрою рисозбирального комбайну обчісувального типу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 “Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва”.

Луганський національний аграрний університет, ,Луганськ, 2002 р.

Захищається дисертація, яка присвячена обгрунтуванню технологічного процесу збирання у валок обчісаних на корені стеблів рису та різального пристрою рисозбирального комбайну обчісувального типу, що здійснює його.

В роботі запропоновані фізичні і математичні моделі переорієнтації зрізаних стеблів та їх транспортування над зоною різання; теоретично і експериментально обгрунтовані технологічна схема різального пристрою, його основні параметри та режими роботи; результати досліджень втілені у макетні зразки нової рисозбиральної техніки, які впроваджено у виробництво.

Ключові слова: рисозбиральний комбайн, обчісування рослин на корені, незернова частина врожаю, різальний пристрій, технологічна схема, валок, параметри і режими.

THE SUMMARY

Shokarev A.M. Grounds of technological schemes and basic parameters of stripped type rice harvester cutter bar. – Manuscript.

Dissertation for the academic degree of Candidate of Technical Sciences by speciality 05.05.11 "Devices and machines of mechanization for farm production".– Lugans'k national Agrarian University, Lugans'k, 2002.

Grounds of the windrouring technological process of stripped stalks and stripped type rice harvester cutter bar are considered in this thessis.

Physical and mathematical reorientation models of cutting stalks and their transportation under cutting and windrouring zone; theoretically and experimentally grounded technological scheme of cutting bar, its basic parameters and operation regime; research results produced as patterns of new rise harvesting technique that introduced in production are suggested in the thesis.

Key words: rise harvester, root stripping of the crop, non-grain part of the harvest, cutter bar, technological scheme, windrow, parameters and regime.

АННОТАЦИЯ

Шокарев А.Н. Обоснование технологической схемы и основных параметров режущего устройства рисоуборочного комбайна очёсывающего типа. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 – Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. – Луганский национальный аграрный университет, Луганск, 2002 г.

Диссертация посвящена изысканию рациональной технологической схемы и обоснованию параметров режущего устройства, обеспечивающего срезание очесанных стеблей риса перед движителями комбайна по всей ширине захвата очесывающего устройства и укладку их в валок, который способны подобрать существующие комплексы соломоуборочных машин. Отличительной особенностью условий работы режущего устройства является неблагоприятная ориентация очёсанных стеблей в момент их срезания, – они отклонены по ходу движения очёсывающего устройства на угол 50…70 от вертикали.

На основании анализа физической сущности технологического процесса и известных средств уборки незерновой части урожая сделан вывод о перспективности применения для срезания очёсанных на корню стеблей сегментного пальцевого режущего аппарата открытого типа с возвратно-поступательным движением ножа, установленного под некоторым углом к поверхности почвы. Для непрерывной очистки зоны резания и транспортирования срезанных стеблей в горизонтальной плоскости без использования мотовила предложен транспортирующий механизм в виде контура бесконечной цепи с закреплёнными на ней в двух различных плоскостях граблинами. Нижние граблины, нанося боковые удары по срезанным стеблям ниже их центра тяжести, обеспечивают переориентацию стеблей из продольной в поперечную плоскость, а верхние граблины подхватывают и транспортируют их из зоны резания к валкооформителю.

Исследованы следующие биометрические характеристики стеблестоя и физико-механические свойства очёсанных на корню стеблей риса: густота стеблестоя; высота, масса, характер её распределения по длине стеблей и положение центра тяжести относительно их комлевой части; прочность связи стеблей с почвой и их изгибная жёсткость.

Результаты этих исследований и полученные вероятностно-статистические и регрессионные модели очёсанного стеблестоя в полной мере характеризуют внешние условия функционирования режущего устройства рисоуборочного комбайна очёсывающего типа. Они позволили изыскать эффективную технологическую схему малогабаритного режущего устройства и обосновать параметры основных его рабочих органов.

Проведён теоретический анализ процесса подпорного срезания очёсанных стеблей режущим аппаратом сегментного типа и определены области рациональных значений скорости движения ножа, угла наклона и высоты установки плоскости сегментов относительно уровня почвы в зависимости от скорости комбайна, угла наклона в зоне резания очёсанных стеблей и характеристик стеблестоя. Разработаны математические модели процесса переориентации срезанных стеблей и транспортирования их из зоны резания к месту формирования валка, обоснованы конструктивные и кинематические параметры транспортирующего механизма режущего устройства.

Результаты теоретических исследований подтверждены лабораторными и полевыми исследованиями и на их основе предложена методика расчёта основных параметров и разработана конструкция макетного образца режущего устройства, вписанного в общую технологическую схему рисоуборочного комбайна очёсывающего типа.

Производственные испытания такого комбайна, проведённые в рисосеющих хозяйствах Крыма, показали высокую технологическую надёжность работы режущего устройства во всём рабочем диапазоне скоростей движения комбайна. Производительность комбайна возросла по сравнению с серийным рисоуборочным комбайном примерно в 2,5…3,0 раза при значительном снижении затрат труда и расхода топлива, достигаемые за счёт обеспечения уборки зерновой и незерновой части урожая за один проход комбайна. Ширина валка при средней высоте стерни 150 мм соответствует ширине захвата серийных соломоуборочных машин.

Техническая документация на разработанное режущее устройство принята Новокраматорским машиностроительным заводом (г. Краматорск), НПО ВИСХОМ (г. Москва, Россия) и Красноярским ПО "Красноярский комбайновый завод" (г. Красноярск) для освоения производства новой зерноуборочной техники очёсывающего типа.

Ключевые слова: рисоуборочный комбайн, очёсывание растений на корню, незерновая часть урожая, режущее устройство, технологическая схема, валок, параметры и режимы.