А.Н. Антипкин, К.З. Кухмазов

Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, г. Пенза, Россия

Уборка зерновых культур является одним из наиболее напряженных периодов сельскохозяйственных работ. Это вызвано необходимостью проведения уборки в сжатые сроки, ибо их растягивание приводит к существенным потерям зерна за счет самоосыпания.

Сложность уборочных работ усугубляется еще и тем, что значительная часть зерновых культур к этому времени полегает. Как показывают результаты исследований по изучению состояния посевов зерновых культур, проведенные нами согласно ОСТ 10.8.1-99, полеглость в период уборки, даже в благоприятные годы, доходит до 20%[3,6]. Поэтому для снижения потерь зерна при уборке полеглых хлебов на комбайновых жатках устанавливают стеблеподъ-емники или другие рабочие органы, позволяющие повысить качественные показатели работы зерноуборочных комбайнов.

Анализ существующих конструкции стеблеподъемников показал, что они недостаточно полно осуществляют подъем поникших и обломанных стеблей при уборке зерновых культур[2,7,8].

Для снижения потерь при уборке полеглых хлебов нами был разработан стеблеподъ-емник, выполненный в виде шарнирного трехзвенника. Он содержит основание 1 (рис. 1) с жестко закрепленными направляющими 6, которое является узлом крепления его к пальцевому брусу режущего аппарата жатки. Подъемное перо 3 и полозок 2 шарнирно соединены между собой, кроме того, подъемное перо 3 шарнирно крепится к основанию, а полозок 2 закреплен в направляющих 6 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Между основанием 1 и подъемным пером 3 жестко закреплена пластина 4 из пружинной стали. Полозок стеблеподъемника в месте взаимодействия с опорной поверхностью (почвой) 5 расклепан и подвергнут химико-термической обработке.


Рис. 1 – Стеблеподъемник:

1 – основание; 2- полозок; 3 – подъемное перо; 4 – пластина из пружинной стали;
5 – место взаимодействия с почвой; 6 – направляющие.

Стеблеподъемник работает следующим образом.

Основание 1 стеблеподъемника жестко крепится к пальцевому брусу режущего аппарата жатки. При движении по полю стеблеподъемник полозком 2 скользит по почве. При набегании стеблеподъемника на полеглые стебли полозок 2, шарнирно соединенный с подъемным пером 3, подхватывает полеглые стебли на высоте h, поднимают их по подъемному перу 3 и плавно, за счет шарнирного крепления, подводят к режущему аппарату жатки, где стебли срезаются и укладываются на платформу. При набегании стеблеподъемника на неровности поля (камни, комки земли, муравейники) угол ? между полозком 2 и подъемным пером 3 изменится за счет своего шарнирного крепления, а высота h подхвата стеблей останется той же, т. к. полозок 2 свободно передвигается в вертикальной плоскости по направляющим 6. Под действием пластины 4, выполненной из пружинной стали и жестко закрепленной между подъемным пером 3 и основанием 1, стеблеподъемник после прохождения неровности вновь примет исходное положение. Высота h подхвата стеблей останется неизменной на протяжении всей работы, что будет способствовать равномерному срезанию стеблей, предотвращению пропуска полеглого урожая, а значит, и повышению качества уборки полеглых хлебов [9].
Для обоснования конструктивных и режимных параметров предлагаемого стеблеподъ-емника нами разработана и изготовлена лабораторная установка, состоящая из режущего аппарата 1 (рис. 2) со стеблеподъемниками 2, установленными на раме 4, и подающего ленточного транспортера 3. Ленточный транспортер 3 закреплен на раме 5. Режущий аппарат 1 приводится в действие с помощью электродвигателя 6 клиноременной передачи 7 и механизма качающей шайбы 8. А подающий ленточный транспортер 3 приводится в движение от мотор-редуктора 9 через цепную передачу. Скорость ленточного транспортера 3 регулируется сменными звездочками. К подающему ленточному транспортеру 3 крепятся стебли пшеницы 10. Общий вид лабораторной установки представлен на рисунке 2[4,5 ].



Рис. 2 – Схема лабораторной установки:

1 – режущий аппарат; 2 – стеблеподъемники; 3 – подающий ленточный транспортер; 4 и 5 – рамы;
6 – электродвигатель; 7 – клиноременная передача; 8 – механизм качающей шайбы;
9 – мотор-редуктор; 10 – стебли пшеницы.

Качественные показатели работы стеблеподъемника зависят от множества факторов. Поэтому лабораторные исследования проводились с применением методики многофакторного эксперимента [1,10].

В качестве критерия оптимизации при оценке работы стеблеподъемника мы приняли потери зерновых культур (N,%) в виде несрезанных стеблей.

Формула пропущена

При исследовании работы стеблеподъемника было выявлено более 10 факторов, влияющих на процесс подъема и подвода полеглых стеблей к режущему аппарату, вкючающих конструктивно-режимные параметры стеблеподъемника, состояние посевов в период уборки, физико-механические свойства зерновых культур и др. На основании априорной информации, результатов исследований по изучению состояния посевов зерновых культур, а также исходя из конкретных задач исследования были выявлены наиболее существенные факторы. В процессе исследования некоторые из них не изменялись и были закреплены на постоянных уровнях. Оставшиеся три - наиболее существенные факторы, влияющие на потери зерновых культур в виде несрезанных стеблей, уровни и интервалы варьирования которых представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Факторы, влияющие на потери зерновых культур в виде не срезанных стеблей, их уровни   и интервалы варьирования. х

Для этих факторов была составлена матрица некомпозиционного плана второго порядка.

После обработки результатов трехфакторного эксперимента на ПЭВМ получили адекватную математическую модель второго порядка, описывающую зависимость N = /{Н,Ь,ЗЛ в закодированном виде:
у = 83,37 - 0,041 jCj + 0,073 х2 + 3,206 х3 - 0,002 xf - 0,00001 х\ - 0,52^3 +
+ 0,00006 хххг + 0,005x^2 + 0,005x^3 - 0,004х2х3
Изучение поверхности отклика проводили с помощью двухмерных сечений (рис. 3 и 4).

Рис. 3 - Двухмерные сечения, характеризующие зависимость потерь зерновых культур (N,%) в виде несрезанных стеблей от длины полозка (L, мм ) и рабочей скорости (3  , м/с).

Рис. 4 - Двухмерные сечения, характеризующие зависимость потерь зерновых культур (N,%) в виде несрезанных стеблей от рабочей скорости (3  , м/с) и высоты установки стеблеподъемникаотносительно башмака жатки (Н , мм).

Анализируя графические изображения двухмерных сечений, можно сделать вывод о том, что оптимальные значения исследуемых факторов находятся в интервалах Н =340...380 мм; L = -7...4 мм; 3    = 1,5...2,1 м/с.

Литература

1.    Антипкин, А.Н. Обоснование оптимальных параметров стеблеподъемника/ А.Н. Антипкин // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. -Пенза: РИО ПГСХА, 2010- С 165-166.
2.    Антипкин, А.Н. Снижение потерь зерна при уборке полеглых хлебов/ А.Н. Антипкин, К.З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С 89.
3.    Антипкин, А.Н. Состояние посевов зерновых в период уборки / А.Н. Антипкин, К.З. Кухмазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. Материалов Всероссийской НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С 94.
4.    Антипкин, А.Н. Стеблеподъемник для полеглых хлебов / А.Н. Антипкин // Наука и молодежь: новые идеи и решения / Материалы 4 Международной научно-практической конференции молодых исследователей, посвященной 65-летию Победы в Великой Отечественной войне, г. Волгоград, 26-28 апреля 2010 г. В 3-х частях. Часть 1. – Волгоград: ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА ИПК «Нива», 2010. – С 150-152.
5.    Кульков, П.Н. Лабораторные исследования стеблеподъемника / П.Н. Кульков, А.Н. Антипкин // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: Сб. материалов Всероссийской НПК. Студентов ТОМ 1 – Пенза: РИО ПГСХА, 2010. – С 145-146.
6.    ОСТ 10.8.1-99 Испытания сельскохозяйственной техники. Машины зерноуборочные. Методы определения показателей качества выполнения технологического процесса (Взамен ОСТ 70.81.-81 и ГОСТ 28301-89). Введ. 01.01.90. - М.: Кубанский НИИ, 1999.-146 с.
7.    Пат. № 2206975 Россия, МПК А 01 D 65/02. Стеблеподъемник /
П.Ф. Трофимов, Э.М. Квашнин, А.А. Максимов. - № 2001121632/13; Заяв. 01.08.2001; Опубл.
27.06.2003.
8.    Пат. № 2045883 Россия, МПК А 01 D 65/02. Стеблеподъемник / Н.И. Кузнецов, В.А. Тащилин. - № 92007742/15; Заяв. 24.11.1992; Опубл. 20.10.1995.
9.    Пат. № 87320 Россия, МПК А 01 D 65/02. Стеблеподъемник / К.З. Кухмазов, А.Н. Антипкин. - № 2009126200; Заяв. 08.07.2009; Опубл. 10.10.2009.
10.    Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента при исследованиях технологических процес
сов / А.А. Спиридонов. - М.: Машиностроение, 1981.-184 с.

Источник - ВЕСТНИК МичГАУ, № 1, Печатная версия