ВКР: Совершенствование процесса уборки зерновых культур Комбайновым очёсом

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 7
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
ОЧЕСОМ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.............................................. 13
1.1 Способы уборки зерновых колосовых культур..................................... 13
1.2 Существующие технические решения очесывающих жаток
для уборки зерновых колосовых культур.................................................. 18
1.3 Достоинства и недостатки реализуемых в настоящее время очесывающих жаток на рынке Российской Федерации.............................................................................................. 22
1.4 Анализ результатов теоретических исследований посовершенствованию процесса очеса, параметров и режимов
очесывающих устройств.......................................................................... 29
1.5 Выводы и задачи исследований........................................................... 42
2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОЧЕСЫВАЮЩЕЙ ЖАТКИ С РАСТЕНИЯМИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР.......................................... 44
2.1 Необходимость дальнейшего развития теории проектирования очесывающих устройств и методов управления ими....................................................................................... 44
2.2 Исследование процесса взаимодействия очесываемых растений с обтекателем жатки 46
2.2.1 Процесс контакта колоса с наружной поверхностью обтекателя 46
2.2.2 Результаты расчета энергии удара, полученной в первой
фазе колосом.................................................................................... 48
2.2.3 Движение колосьев озимой пшеницы по обтекателю очесывающего устройства 49
2.3 Совершенствование методов применения математической
модели процесса движения зерна в транспортирующем канале................. 50
2.4 Математическая модель определения средней скорости движения вороха втранспортирующем канале..................................................................................................... 58
2.5 Результаты использования данных, полученных примоделировании процесса очеса в системе CAE («Компас») для управления уборочным агрегатом, функционирующим
на реально существующем массиве.......................................................... 60
2.6 Выводы по главе................................................................................ 65
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................. 68
3.1 Программа экспериментальных исследований..................................... 68
3.2 Методика проведения исследований процесса очеса
в лабораторных условиях......................................................................... 68
3.3 Методика проведения полевых исследований...................................... 74
3.4 Методика определения характеристик воздушного потока
в зоне очеса и транспортирующем канале очесывающей жатки................. 74
3.4.1 Методика определения скорости воздушного потока в транспортирующем канале и зоне очеса лабораторной
установки......................................................................................... 75
3.4.2 Методика определения направления движения воздушных потоков в зоне очеса лабораторной установки 77
3.5 Методика определения коэффициентов трения движения, покоя икоэффициента восстановления продуктов очёса озимой
пшеницы сорта Дмитрий......................................................................... 78
3.5.1 Методика определения коэффициента трения движения продуктов очеса пшеницы 78
3.5.2 Методика определения коэффициентов трения покоя продуктов очеса 79
3.5.3 Методика определения коэффициента восстановления
озимой пшеницы сорта Дмитрий....................................................... 80
3.6 Методика определения усилия отрыва чешуйки от колоса
озимой пшеницы сорта Дмитрий.............................................................. 82
3.7 Методика определения усилий, действующих на колос при его движении поповерхности обтекателя 84
3.8 Выводы по главе................................................................................ 85
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ АНАЛИЗ................................................................................................ 87
4.1 Результаты проведения экспериментальных исследований процесса очёса на лабораторной установке 87
4.1.1 Результаты очёса озимой пшеницы сорта Дмитрий
на лабораторной установке............................................................... 87
4.1.2 Результаты очеса сорго зернового сорта Зерноградское 53 и сорго сахарного на лабораторной установке............................................ 91
4.1.3 Результаты измерения скорости воздушного потока
в рабочем пространстве лабораторной установки............................... 94
4.1.4 Результаты определения направления движения воздушного потока 99
4.2 Результаты полевых испытаний экспериментального образца очесывающей жатки100
4.3 Результаты измерений коэффициентов трения движения, покоя коэффициента восстановления продуктов очеса....................................................................................................... 104
4.3.1 Результаты измерений коэффициентов трения движения
и покоя озимой пшеницы сорта Дмитрий......................................... 104
4.3.2 Результаты определения коэффициента восстановления
зерна озимой пшеницы сорта Дмитрий............................................ 105
4.4 Результаты определения усилия отрыва чешуйки от колоса
озимой пшеницы сорта Дмитрий.............................................................. 105
4.5 Результаты экспериментальных исследований усилий, возникающих придвижении колоса по наружной поверхностиобтекателя......................................................... 107
4.6 Выводы по главе................................................................................ 109
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ КОМБАЙНОВЫМ ОЧЕСОМ.................................... 110
5.1 Методические особенности определения эффективности технологии уборки зерновых колосовых культур комбайновым очесом........................................... 110
5.2 Результаты оптимизации МТП типового хозяйства южной
зоны Ростовской области........................................................................ 114
5.3 Выводы по главе................................................................................ 116
ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................ 117
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................. 120
Приложение А. Полученные патенты по теме диссертации................................. 137
Приложение Б. Исходные данные и результаты расчетов параметров
и траектории движения зерна в транспортирующем канале жатки...................... 149
Приложение В. Статистические характеристики высоты растений...................... 151
Приложение Г. Результаты использования очесывающей жатки
в хозяйствах Ростовской области...................................................................... 152
Приложение Д. Результаты измерения усилия отрыва чешуйки
от колоса озимой пшеницы сорта Дмитрий....................................................... 161
Приложение Е. Награды, дипломы и сертификаты, полученные за время подготовки диссертационной работы 162

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. Процесс сбора урожая зерновых куль- тур при выращивании продукции сельскохозяйственными предприятиями являет- ся одной из самых затратных операций. Для ее осуществления необходимы тех- нические средства – комбайны, которые имеют очень высокую стоимость, до 20 млн рублей за одну единицу [103]. Многие производители сельскохозяйствен- ной продукции не в состоянии покупать новую уборочную технику, взамен отра- ботавшей свой ресурс техники. На протяжении последних 20 лет происходит по- стоянное снижение численности комбайнового парка страны. На 2019 год парк зерноуборочных комбайнов составлял 57 тыс. шт., тогда как еще в 2000 году по- чти 200 тыс. шт. [59]. Из-за низкой обеспеченности нагрузка на один комбайн со- ставляет до 425 га [124]. На югестраны большинство составляют однобарабанные комбайны семейств "Дон" и "Aсros" производства ОАО «Ростсельмаш». Стремясь сократить продолжительность уборки, в сельхозпредприятиях эксплуатируют комбайны последних модификаций, снабженные мощными двигателями, на ре- жимах, превышающих рекомендуемые разработчиками в 1,5–2,0 раза, что приво- дит к резкому росту потерь зерна комбайнами