Перейти на главную страницу
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРОДОЛЬНО-ПОДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА УНИВЕРСАЛЬНОЙ ЖАТКИ-ХЕДЕРА
магистерской диссертации
на соискание академической степени
магистра сельскохозяйственных наук
по специальности 6М060800 - Аграрная техника и технологий
Научный руководитель: доктор технических наук,
доцент Рахатов С.З.
Республика Казахстан
Кызылорда, 2013 г.
Работа выполнена на кафедре «Аграрная техника и эксплуатация транспорта» института естествознания и аграрных технологий
Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата
Научный руководитель: |
доктор технических наук, доцент С.З. Рахатов |
Официальный оппонент: |
кандидат технических наук С.А. Нукушева |
|
|
Защита диссертации состоится «8» июня, 2013 г. Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата, институт естествознания и аграрных технологий, по адресу: г.Кызылорда, ул. Ы.Жахаева 67, 4 учебный корпус, аудитория №201. С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата |
Проведенные испытания в МИС Кызылординской области свидетельствует, что на долю комбайновых жаток приходится более 50% общих потерь зерна за комбайном и до 60…80 % технологических простоев, из за неравномерной подачи хлебной массы рабочими органами хедера.
2. Новизна технического решения разработок подтверждена авторским свидетельством.
У навесных валковых жаток, режущий аппарат, мотовило и делители работают аналогично, как и в комбайновых. Назначение, работа и конструкция основных рабочих узлов комбайновых и валковых жаток одинаковы; отличие заключается в устройстве и назначении транспортирующих органов.
В комбайновой жатке срезанная масса через винтовой шнек подается к цепочно-планчатому транспортеру камеры наклонной, который направляет массу в приемную камеру МСУ для обмолота. Следовательно, все перечисленные узлы и органы жатки, а также комбайна задействованы в технологическом процессе уборки.
В валковой жатке, бесконечный полотенно-планчатый или ременно-планчатый транспортер перемещает срезанную растительную массу в направлении, перпендикулярном движению комбайна, и сбрасывает ее через выбросное окно на стерню для образования валка. Жатка навешивается на молотилку комбайна через специальное навесное оборудование, включающее раму подъема с механизмом уравновешивания и переходную рамку. При таком агрегатировании, молотилка комбайна не участвует в технологическом процессе уборки, т.е. комбайн превращается в разновидность трактора, поэтому, при скашивании хлебной массы все его рабочие органы, кроме двигателя, ходовой части и отдельных видов передач, практически не работают.
Приведены агротехнологические основы раздельной уборки и прямого комбайнирования риса. Кызылординская область относится к агроклиматической зоне, где имеются благоприятные условия для просыхания валка. Поэтому основным преобладающим способом механизированной уборки риса в данной зоне является двухфазная: 1) срез хлебной массы и укладка в валки; 2) подбор валков и обмолот. Этот способ сохранит свои позиции и в будущем, поскольку наиболее приспособлен к условиям зоны. Однако применение раздельной уборки должны иметь разумные объемы внедрения.
На рубеже восьмидесятых годов прошлого столетия совместными усилиями ВИМСХ, Казахским НИИМСХ, Сибирским НИИМСХ с конструкторскими организациями Бердянского, Таганрогского и Ростовского ГСКБ по жаткам были разработаны дальнейшие направления технического уровня и совершенствования технических средств для раздельной уборки зерновых, зернобобовых культур и риса. Учитывая, конструктивно-технологические схемы жатвенных частей нами предлагается, новые требования к конструкции жатвенного блок-модуля (рис.1). Предложенный принцип позволяет преемственность с существующей системой жатвенных частей.
![]() |
Рисунок 1 - Требования к конструкции жатвенного блок-модуля |
В настоящее время сложилась несколько направлений для решения поставленных задач. Одна из них заключается в создании на базе исходной модели ряда производных жатвенных машин. Этому способствует в большей мере метод конвертирования, который дает возможность использования оригинальных основных рабочих органов и узлов для создания машин различного назначения.
Практическое применение данного метода отражается на новой, универсальной навесной жатке-хедере ЖКХ-5, предназначенной для уборки зерновых колосовых, крупяных, зернобобовых, риса и семенников трав прямым комбайнированием в агрегате с рисозерноуборочными комбайнами (рисунок 2).
1. Высокая универсальность конструкции позволяет использовать на уборке зерновых культур и риса любой степени полеглости хлебостоя, а также для прокосов и обкосов карт и рисовых чеков.
2. Более равномерная подача скошенной хлебной массы к транспортеру камеры наклонной и молотильному устройству комбайна за счет установки продольно-подающего транспортера в центральное окно жатвенного блок-модуля (у серийных моделей транспортирование осуществляется поперечным шнеком).
Во втором разделе предложены теоретические исследования параметров и режимов работы поперечного и продольного транспортера универсальной жатки-хедера.
Аналогично с классической схемой компоновки комбайновых жаток, транспортирующие органы жатки-хедера закладывают основу МСУ комбайна, который характеризует следующие показатели (рисунок 3):
- потери за жаткой-хедером ηж (срезанным и несрезанным колосом, свободным зерном ηж;
- суммарные потери за МСУ ηм.а (недомолот в соломе и полове, потери свободным зерном в соломе и полове);
- фактическую подачу хлебной массы МСУ qф, соответствующую номинальной пропускной способности qном.
![]() |
1 – поперечные транспортеры; 2 – продольный транспортер; 3 – цепочно-планчатый транспортер; 4 – молотильно-сепарирующее устройство |
В предлагаемой конструкции как и на существующих валковых жатках, сброс стеблей поперечными транспортерами в точке А (рисунок 4) происходит под действием силы тяжести G и центробежной силы Рц .
Согласно рисунку 4, пространственная система координат Х, У, Z имеет начало в точке О, совпадающей с поверхностью продольного транспортера. При этом ось координаты У проходит через зону сброса хлебной массы. Так как высота падения стеблей с поперечных транспортеров не высокая, то аэродинамическими силами, а также взаимодействиями стеблей между собой можно пренебречь, следовательно, указанные траектории верхних и нижних слоев хлебной массы будут представлять собой параболу.
.
(1-поперечные транспортеры, 2-продольный транспортер, 3-наклонный транспортер)
Рисунок 4 - Схема формирования хлебной массы на продольном транспортере
При определении поперечного сечения уложенной массы на продольный транспортер могут возникнуть два случая формирования хлебной массы: в первом – траектории стеблей ВВ1 и В'В'1 пересекаются в середине вертикальной плоскости (точка ВН) продольного транспортера (рисунок 5,а), во втором случае, указанные траектории стеблей укладываются на продольный транспортер без взаимного воздействия, т.е. точки В1 и В'1 не пересекаются (рисунок 5,б). Такое явление может происходить при малой урожайности убираемой культуры, а также наименьшей скорости поперечных транспортеров и скорости движения комбайна.
Рисунок 5 - Траектории полета стеблей у сбросной кромки
поперечных транспортеров на продольный транспортер
Составим уравнение траектории полета стеблей в плоскости ХУ (рисунок 4) для верхней и нижней границы слоя масс, исключив при этом время t из уравнений (5,а,б):
,
,
Отсюда, подставляя значение t в уравнения (5,а) и (5,б), получим:
для нижней границы уравнения траектории в координатной форме:
,
,
(2)
Аналогично для верхней границы
Существенными факторами, которые необходимо учитывать в уравнении (6) и в целом, для установления технологического процесса работы жатки-хедера, являются урожайность, рабочая скорость движения комбайна, а также согласованная работа транспортирующих органов жатки.
Полученные зависимости позволяют объяснить некоторые причины изменения подачи хлебной массы, обусловленные транспортирующими органами жатки-хедера.
Результаты теоретического расчета поперечного сечения хлебной массы Sх.м. на продольном транспортере соответствует условию (1).
Следовательно, поперечное сечение хлебной массы, укладываемых на продольный транспортер зависит от линейных скоростей транспортеров и рабочей скорости комбайна
, а также урожайности Q убираемой культуры.
Наибольшее значение, характеризующее допустимую подачу в МСУ находится в пределах 0,2 – 0,22 м2.
1. Исследования процесса формирования потока хлебной массы, поступающего при прямом комбайнировании на рабочие органы жатвенных частей с помощью математической модели технологического процесса работы жатвенных частей.
2. Экспериментальные исследования качественных показателей жатки-хедера, включающих прямые потери.
3. Лабораторно-полевые исследования комбайна, снабженного универсальной жаткой-хедером с определением агротехнических и технико-эксплуатационных показателей его работы.
При исследований качественных показателей жатки-хедера при прямом комбайнировании риса использовалась общепринятая методика ОСТ 70.8.1-78 «Машины зерноуборочные, программа и методика испытаний». Агротехническая система рисоуборочных комбайнов включает:
- выбор режимов работы;
- отбор проб на качество работы;
- показатели качества работы.
Сравнение жатки-хедера ЖКХ-5 в агрегате с комбайном «Енисей-1200Р» проводились с существующей технологией уборки риса (раздельно – агрегатная):
- кошение риса, укладка в валок ЖРК-5М + «Енисей-1200Р»;
- подбор и обмолот риса, ПРТ-3 + «Енисей-1200Р».
Агрегат работал на чеках площадью 2…3 га, прямое комбайнирование риса в чеках осуществлялась челночным способом движения. Две стороны чека предварительно обкашиваются (прямым комбайнированием) с целью образования поворотных полос шириной 6-8 м. Проходимость агрегатов была хорошей, так как большинство чеков была достаточно просохшей.
Показатели качества работы жатки-хедера определялись на трех фонах:
- фон 1 – прямое комбайнирование риса стоящего;
- фон 2 – прямое комбайнирование риса полеглого до 80%.
Фоны 1 и 2 были аналогичны и для сравниваемой технологии уборки риса.
Настройка и технологическая регулировка рисозерноуборочного комбайна велась по соответствующим рекомендациям. Сначала вели предварительную настройку, а затем, после допустимой подачи и уровня потерь за жаткой-хедером, вносили коррективы в настроечные параметры до достижения допустимых значений потерь зерна при паспортной загрузке МСУ (таблица 1).
Вид операций |
Частота вращения барабанов, об/мин |
Исходные зазоры между бичами барабанов и планками подбарабаньев, мм | ||||
первого |
второго |
вход |
выход |
вход |
выход | |
Прямое комбайнирование (жаткой-хедером) |
800 |
970 |
30 |
20 |
25 |
6 |
Прямое комбайнирование (со шнеком) |
850 |
1100 |
25 |
18 |
20 |
6 |
Полученные результаты показывают следующее:
Высота среза растений находится в пределах 3,17…7,30 см, что соответствует требованиям ТУ (по 5…40 см).
Суммарные потери зерна (рисунок 6) при уборке риса жаткой-хедером со скоростью движения на прямостоящем (2,45 км/ч) и полеглом (2,42 км) хлебостое составили соответственно 0,93 и 0,95%, против существующей технологии (ЖРТ-5М + Енисей 1200Р V=2,43 км/ч, ПРТ-3 + Енисей-1200Р V=2,25 км/ч при потерях 1,14 и 1,45%). Уменьшение подачи снижает потери, но теряется производительность. Средним показателем является подача в молотилку 4,4 кг/с с потерями 1,31%.
Производительность за час основного времени жатки-хедера составляет 1,17 га/ч (5,06 т/ч). Соответственно производительность комплекса машин входящих в существующую технологию равно 1,09 га/ч (4,65 т/ч). Более высокая производительность за час основного времени обусловлена равномерной подачей хлебной массы жаткой-хедером в молотильное устройство комбайна, стабильностью технологического процесса и снижением потерь зерна (рисунок 7).
(1 - свободным зерном в межвалковом пространстве;
Рисунок 6 - Зависимость потерь зерна П от подачи хлебной массы qх.м.
за жаткой-хедером
Рисунок 7 – Зависимость производительности W от рабочей скорости комбайна Vк
Таблица 2 - Зависимость потерь зерна риса от урожайности посевов при прямом комбайнировании жаткой-хедером
Скорость, км/ч |
Урожайность, ц/га |
Полеглость, % |
Потери зерна, % |
Общие потери, % | |
свободным зерном |
в метелках | ||||
2,28 |
38 |
90 |
1,60 |
0,45 |
2,05 |
2,28 |
34 |
80 |
0,66 |
0,28 |
0,94 |
2,28 |
32 |
70 |
0,72 |
- |
0,72 |
Из таблицы 2 вытекает, что потери при скашивании зависит также от степени полеглости, а скорость движения корректируется от характера полегания.
Таблица 3 отражает связь между потерями от степени полеглости и скорости движения агрегата. Как и на существующей технологии, с уменьшением степени полеглости увеличивается скорость жатки, а увеличение потери не наблюдается.
Для выявления сравнительной эффективности, при прямом комбайнировании риса жаткой-хедером были проведены полевые опыты на посевах риса с разной степенью полеглости по свалу в разных направлениях (против полеглости, по полеглости и поперек полеглости). В результате проведения этих опытов было установлено, что при любой полеглости жатка-хедер хорошо и чисто срезает хлебную массу, потери при этом не превышают допустимых показателей.
№ опыта |
Полег-лость,% |
Высота растений, см |
Число растений на 1м2 |
Скорость жатки, км/ч |
Высота среза, см |
Потери, % |
1 |
91,3 |
60-90 |
275-300 |
2,1 |
4 |
1,8 |
2 |
92,4 |
90-120 |
300-325 |
2,0 |
4 |
1,1 |
3 |
95,4 |
120-140 |
275-300 |
1,8 |
4 |
1,2 |
4 |
81,2 |
60-80 |
300-325 |
2,4 |
10 |
1,3 |
5 |
84,3 |
80-100 |
250-275 |
2,3 |
10 |
1,5 |
6 |
82,1 |
100-120 |
250-275 |
2,3 |
10 |
1,1 |
7 |
79,6 |
60-80 |
300-325 |
2,6 |
12 |
1,4 |
8 |
78,3 |
80-110 |
300-325 |
2,6 |
12 |
1,2 |
9 |
83,8 |
90-120 |
275-300 |
2,4 |
10 |
1,4 |
В продовольственной программе РК на период до 2015 года поставлены задачи, направленные на высокоэффективное использование АПК; повышение технического уровня, качества, надежности сельскохозяйственных машин и особенно разработки и выпуска универсальных сельскохозяйственных агрегатов; сокращение потерь и улучшение качества сельскохозяйственной продукции. Особое внимание при этом обращено на рисозерноуборочные машины – комбайны и жатки.
Переоборудование существующих валковых жаток на жатку-хедер для прямого комбайнирования можно организовать на ремонтных предприятиях, машинно-технологических станциях и в ремонтных мастерских хозяйств. Затраты на переоборудование валковых жаток, если принять во внимание расширения ее технологических операций на поле, снижения потерь урожая, окупятся в первый сезон эксплуатации.
Преимущества и привлекательность универсальной жатки-хедера в сравнении с валковыми жатками заключается в следующем:
1. Применение в составе комбайнового агрегата универсальной жатки-хедера исключает необходимость выпуска и применения ряда уборочных машин: специальной рисовой валковой жатки для скашивания стеблей и формирования валков, серийного жатки-хедера для прямого комбайнирования, специальной жатки для уборки семенников трав.
2. Высокая унификация с валковыми встречно-поточными жатками нового поколения (ЖРВ-5, ЖРН-5) и рисоуборочными комбайнами.
3. Снижается номенклатура и стоимость запасных частей до 40% в сравнении с серийным комплексом жатвенных машин, используемые на уборке зерновых культур и риса.
Годовой экономический эффект от внедрения новой машины составил 2783000 тенге на 1 жатку-хедер.
ҚР 2015 жылға дейінгі азық-түлік бағдарламасында агроөнеркәсіп кешенін жоғары тиімді пайдалануға бағытталған мәселелер қойылған, атап айтқанда: ауылшаруашылық машиналарының техникалық деңгейін, сапасы мен сенімділігін арттыру және әмбебапты ауылшаруашылық агрегаттарын жасау және шығару; ауылшаруашылық өнімдерінің шығындарын азайтып олардың сапасын жақсарту. Әсіресе, күріш астық жинау машиналары – комбайндар мен жаткаларға басты назар аударылып отыр.
Қолданыстағы дестелі жаткаларды тікелей орып жинауға арналған жатка-хедер ретінде қайта жабдықтауды жөндеу мекемелерінде, машина-технологиялық стансалар мен шаруашылықтардың жөндеу шеберханаларында ұйымдастыруға болады. Жатка-хедердің егістік алқаптарда орындалатын технологиялық операциялардың ұлғаюын, сонымен қатар астық шығынының төмендетілуін ескеретін болсақ, дестелі жаткаларды қайта жабдықтауға кететін шығындары алғашқы маусымда өз өзін ақтай алады.
Әмбебапты жатка-хедердің дестелі жаткалармен салыстырғанда артықшылықтары мен тартымдылықтары:
2. Өндірісте шығарылатын қазіргі дестелі жаткалар (ЖРВ-5, ЖРН-5) мен күріш жинау комбайндары арасында жоғары унификацияға ие.
3. Дәнді дақылдар мен күрішті жинауға пайдаланатын жаткалы машиналардың сериялық кешенімен қарағанда бөлшектер мен қосалқы бөліктердің құны 40% дейін төмендейді.
Жаңа машинаны жылдық экономикалық тиімділігі 1 жатка-хедерге 2783000 тенге құрады.
In a food programme of RK for the period till 2015 the tasks directed on highly effective use of APK; increase of a technological level, quality, reliability of agricultural cars and especially development and release of universal agricultural units; reduction of losses and improvement of quality of agricultural production. The special attention is thus paid on rice and seed harvesting cars - combines and harvesters.
Re-equipment of existing gross harvesters on a harvester-heder for a direct combining can be organized at repair shops, machine and technological stations and in repair shops of farms. Costs of re-equipment of gross harvesters if to take into account its expansions technological operations in the field, decrease in losses of a crop, will pay off during the first season of operation. Advantages and appeal of a universal harvester-hedera consists in the following:
1 . Application as a part of the combining unit of a universal harvester-hedera excludes a need of release and application of a number of harvesters: special rice gross harvester for beveling of stalks and formation of rolls, serial harvesters-hedera for the direct combining, a special harvester for cleaning of seed plants of herbs
2 . High unification with gross counter and line harvesters of new generation (ZhRG-5,ZhRN-5) and rice harvesting combines.
3 . The nomenclature and cost of spare parts decreases to 40% in comparison with a serial complex of the harvesting cars, used on cleaning of grain crops and rice. Annual economic effect of introduction of the new car made 2783000 tenges on 1 harvester-heder.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Авторское свидетельство №44361. Жатка-хедер рисозерноуборочного комбайна. Астана, 2003.
2. Тажибайулы А., Бекжанов С.Ж. Арал өңірі егіншілігінде күріштік жерді өңдеп, себу технологиясына қолданылатын техниканың проблемалары. Экологические чтения «Арал и ХХI век». КГУ им.Коркыт Ата. Кызылорда, 2004, - С. 34-36.
5. Рахатов С.З., Джакешов К.С., Култасов Б.Ш., Бекжанов С.Ж. Готовность хлопкового поля к машинной уборке. // Материалы V-й международной научно-практической конференции. Том 16, 17-25 ноября, 2009 г. – София. – С. 74-76.
6. Жунисбеков П.Ж., Рахатов С.З., Бекжанов С.Ж., Култасов Б.Ш. Определение поперечного сечения хлебной массы на продольном транспортере универсальной жатки-хедера // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана,
7. Рахатов С.З., Бекжанов С.Ж., Мырзаев Р.С., Нуржан Д.Ж. Параметры оптимальной загрузки молотильного аппарата рисозерноуборочного комбайна транспортирующими органами жатки-хедера // Материалы VI-й международной научно-практической конференции. Том 16, 17-25 марта 2010 г. – София. – С. 74-76.
8. Рахатов С.З., Бекжанов С.Ж., Иманбаев К.К., Мырзаев Р.С. Планирование экспериментов по изучению кинематических параметров универсальной жатки-хедера. Материалы республиканской научно-практической конференции КГУ им. Коркыт Ата. Том 1, 26 марта 2010 г.
9. Рахатов С.З., Бекжанов С.Ж., Сактаганов Б.Ж. Методика экспериментальных исследований качественных показателей жатки-хедера. Материалы IХ-й международной научно-практической конференции. Том 25, 17-25 февраля, 2013 г. – София. – С. 18-22.
Обоснование параметров и режимов работы продольно-подающего устройства универсальной жатки-хедера
25 12 2014
1 стр.
Диссертации на соискание академической степени магистра экономических наук по специальности 6М050600 Экономика
11 10 2014
1 стр.
Работа выполнена на кафедре «Иностранные языки и перевод» Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата
25 12 2014
1 стр.
Работа выполнена на кафедре «Архитектура и строительное производство» Политехнического института Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата
25 12 2014
1 стр.
Работа выполнена на кафедре «Педагогика и психология» гуманитарно-педагогического института
25 12 2014
2 стр.
Формирование коммуникативной компетентности преподавателя профессионального обучения
25 12 2014
3 стр.
Работа выполнена на кафедре «Вычислительная техника и информационные системы» политехнического института Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата
15 10 2014
1 стр.
Разработка гидротехнических мероприятий по увеличению пропускной способности русла реки Сырдарья ниже Кызылординского гидроузла
25 12 2014
1 стр.