close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Параметры и режимы работы универсального шнекового режущего аппарата

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ТРУФЛЯК ИРИНА СЕРГЕЕВНА
ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ УНИВЕРСАЛЬНОГО
ШНЕКОВОГО РЕЖУЩЕГО АППАРАТА
Специальность 05.20.01 – Технологии и средства
механизации сельского хозяйства
(по техническим наукам)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Ростов-на-Дону – 2018
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном
образовательном учреждении высшего образования
«Кубанский государственный аграрный университет им. И. Т. Трубилина»
на кафедре процессов и машин в агробизнесе
Научный руководитель:
Трубилин Евгений Иванович
доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:
Ковалёв Михаил Михайлович, доктор технических наук, старший научный сотрудник,
Федеральное государственное бюджетное
научное учреждение «Всероссийский научноисследовательский институт механизации
льноводства» (ФГБНУ ВНИИМЛ), научный
руководитель
Ведущая организация:
Старцев Александр Сергеевич, кандидат
технических наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет имени
Н. И. Вавилова» (ФГБОУ ВО Саратовский
ГАУ), кафедра «Процессы и сельскохозяйственные машины в АПК», доцент
Новокубанский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения
«Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса»
(КубНИИТиМ), г. Новокубанск
Защита состоится «21» сентября 2018 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.058.05 на базе ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) по адресу: 344000, Россия, Ростов-наДону, Площадь Гагарина, 1, ФГБОУ ВО ДГТУ, аудитория № 252.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Донской
государственный технический университет» и на сайте http://www.donstu.ru.
Автореферат разослан «___» __________ 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Е. М. Зубрилина
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Эффективность скашивания сельскохозяйственных растений зависит от физико-механических свойств стеблей,
типа и конструкции режущего аппарата, требований к измельчению или удалению скошенной растительности и других факторов. Существующие режущие
аппараты не обеспечивают одновременного среза, сбора, измельчения и удаления скошенной массы. Выходом из создавшейся ситуации может быть использование принципов ресурсосбережения и универсальности. В связи с этим повышение эффективности скашивания растений за счет разработки универсального шнекового режущего аппарата является актуальной задачей.
Представляемый материал является результатом исследований, проведенных в лаборатории кафедры процессов и машин в агробизнесе ФГБОУ ВО
«Кубанский государственный аграрный университет им. И. Т. Трубилина»
и в полевых условиях учебно-опытного хозяйства «Кубань». Исследования
проведены в соответствии с планом научно-исследовательской работы Кубанского ГАУ на 2016–2020 гг. по теме № 9.17 «Разработка ресурсосберегающих
процессов уборки зерновых культур на основе новых конструктивнотехнологических решений» (ЕГИСУ НИОКР 4А-А16-116022410038-8).
Степень
разработанности
темы
исследований.
В
работах
И. И. Артоболевского, Е. С. Босого, И. Ф. Василенко, М. И. Вязьмина,
В. П. Горячкина, А. М. Григорьева, В. Н. Гячева, П. А. Догоды, Н. И. Дроздова,
В. А. Евстратова, Е. В. Ефремова, Э. В. Жалнина, В. А. Желиговского,
А. И. Ишлинского, А. Н. Карпенко, М. М. Ковалёва, В. А. Константинова,
А. А. Коршикова, Л. П. Крамаренко, Ю. В. Краузе, М. Н. Летошнева,
С. Н. Ливенцова, Ф. М. Магомедова, Д. МакРендала, П. МакНатли, Е. Мевеса,
Ю. Ф. Новикова, В. А. Носова, Л. В. Петровского, Т. А. Погорова, Б. Г. Раева,
Х. Регге, Н. Е. Резника, Н. В. Сабликова, А. И. Тищенко, Б. И. Турбина,
М. Б. Угланова, В. И. Фомина, Б. Н. Штомпеля, и других ученых изложены результаты теоретических исследований режущих устройств.
Ряд вопросов, касающихся теории и практики резания стеблей растений
различных культур режущими аппаратами с горизонтальной осью вращения,
в конструкции которых есть шнек, еще не решен. Это относится к обоснованию
геометрических параметров, кинематических характеристик режущего аппарата
с учетом физико-механических свойств культур.
Проблема состоит в отсутствии конструктивно-технологической схемы,
параметров и режимов работы универсального шнекового режущего аппарата,
обеспечивающего одновременный срез, сбор и измельчение стеблей.
Цель работы – повышение эффективности скашивания растений путем
обоснования конструктивно-технологической схемы и рациональных параметров универсального шнекового режущего аппарата.
Задачи исследования:
1. Проведение сравнительного анализа современных косилок, кормоуборочных комбайнов и жаток с сегментными и ротационными режущими аппаратами.
2. Теоретическое обоснование процесса резания стеблей шнековым режущим аппаратом.
3. Разработка конструктивно-технологической схемы многофункционального универсального шнекового режущего аппарата.
4. Разработка математической модели оптимизации параметров и режимов работы зерноуборочного комбайна с универсальным шнековым режущим
аппаратом в составе уборочно-транспортного звена.
5. Исследование резания стеблей сельскохозяйственных растений, зерновых культур и трав в лабораторных и полевых условиях.
6. Обоснование геометрических параметров и режимов работы шнекового
режущего аппарата для стеблей подсолнечника, кукурузы и пшеницы.
7. Определение экономической эффективности предложенных решений.
Объект исследования – технологический процесс уборки растений, зерновых культур и трав с использованием универсального шнекового режущего
аппарата.
Предмет исследования – зависимости между биометрическими показателями, физико-механическими свойствами скашиваемых культур и параметрами предлагаемого режущего аппарата, а также качественными показателями
его работы.
Научную новизну работы составляют:
1. Математическая модель оптимизации параметров и режимов работы
зерноуборочного комбайна с универсальным шнековым режущим аппаратом в
составе уборочно-транспортного звена.
2. Зависимости эксплуатационно-технических показателей от параметров
и режимов работы косилок, кормоуборочных и зерноуборочных комбайнов с
сегментными и ротационными режущими аппаратами.
3. Оптимизация конструктивно-режимных параметров универсального
шнекового режущего аппарата при срезе тонко- и толстостебельных сельскохозяйственных культур.
Новизна и полезность предложений подтверждены тремя патентами на
изобретения и тремя патентами на полезную модель.
Теоретическая и практическая значимость работы:
– обоснование процесса среза стеблей при статическом и динамическом
действии силы;
– результаты сравнительного анализа уборочных машин на машиноиспытательных станциях;
– методики расчета процесса резания стеблей при статическом и динамическом действии силы;
– конструктивно-технологические схемы шнековых режущих аппаратов
для косилок, кормоуборочных и зерноуборочных комбайнов;
– методика изучения процесса резания универсальным шнековым режущим аппаратом стеблей сельскохозяйственных культур различных биометрических характеристик и фаз спелости;
– параметры и режимы работы уборочных машин со шнековым режущим
аппаратом.
Методология и методы исследования. Исследования выполнялись с использованием основных положений математики и теоретической механики.
Экспериментальные
исследования
проводились
в
лабораторных
и полевых условиях в соответствии с апробированными методиками и базировались на теории планирования многофакторного эксперимента.
Полученные данные обрабатывались на ПК с использованием программного обеспечения MathCad, Statistica, КОМПАС, Excel.
Положения, выносимые на защиту:
– математическая модель оптимизации параметров и режимов работы
зерноуборочного комбайна с универсальным шнековым режущим аппаратом в
составе уборочно-транспортного звена;
– зависимости эксплуатационно-технических показателей от параметров
и режимов работы косилок, кормоуборочных и зерноуборочных комбайнов с
сегментными и ротационными режущими аппаратами;
– оптимизация конструктивно-режимных параметров универсального
шнекового режущего аппарата при срезе тонко- и толстостебельных сельскохозяйственных культур;
– методики расчета процесса резания стеблей при статическом и динамическом действии силы;
– конструктивно-технологические схемы шнековых режущих аппаратов
для косилок, кормоуборочных и зерноуборочных комбайнов.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность исследований подтверждается сходимостью теоретических и экспериментальных
данных, апробацией результатов исследований в учебно-опытном хозяйстве
Кубанского ГАУ «Кубань», учебно-методическом центре развития ЛПХ Брюховецкого района и ООО «Родина» Ленинградского района Краснодарского
края.
Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных научно-практических конференциях: VI Всероссийской конференции
молодых ученых (Краснодар, 2012 г.); XIV Международной агропромышлен-
ной выставке «Золотая нива» (Краснодар, 2014 г.); IX Всероссийской конференции, посвященной 75-летию академика В. М. Шевцова (Краснодар, 2016 г.);
XVII Международной агропромышленной выставке «Золотая нива» (Краснодар, 2017 г.); Международной выставке «ЮГАГРО» (Краснодар, 2016–
2017 гг.); V Международной конференции ИТНО (Ростов-на-Дону, 2017 г.);
Международной конференции (Ставрополь, 2017 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликована 21 научная работа, в
том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 3 патента РФ на изобретения и 3 на полезную модель, свидетельство о регистрации программы для
ЭВМ, монография. Общий объем публикаций составляет 29,85 п. л., из них
личный вклад автора – 24,55 п. л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 144 наименования,
и приложения. Диссертация изложена на 148 страницах, содержит 126 рисунков, 31 таблицу и 45 страниц приложения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и
задачи исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость, описаны методология и методы исследований, представлены положения,
выносимые на защиту.
В первой главе выполнен анализ биометрических показателей растений;
обзор средств механизации и теоретическо-экспериментальных исследований;
представлена классификация основных типов режущих аппаратов и анализ патентного материала; сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй главе представлено теоретическое обоснование резания стеблей
предлагаемым режущим аппаратом при статическом и динамическом действии
силы, разработана математическая модель оптимизации параметров и режимов
работы зерноуборочного комбайна с универсальным шнековым режущим аппаратом.
Сопротивление сегмента шнекового режущего аппарата при движении
машины (рис. 1) равно:
F  0,5F2
cos2  1,8sin2
,
cos 2
(1)
где F – сопротивление резанию при движении машины;
F2 – нормальное давление перерезаемых и смятых волокон стебля о лезвие
сегмента;
φ – угол трения.
а
б
Рисунок 1 – Силы, действующие на сегмент при резании в шнековом режущем аппарате:
а – односторонним сегментом; б – односторонним сегментом без передней грани
Силы, действующие на сегмент предлагаемого режущего аппарата при
срезе тонко- и толстостебельных сельскохозяйственных культур представлены
на рис. 2.
а
б
Рисунок 2 – Силы, действующие на сегмент при резании предлагаемым
режущим аппаратом стеблей (условно):
а – тонких; б – толстых
В результате действия сил Fn и Fn/ возникают силы трения F и F / на гранях заточки сегмента и на поверхности сегмента (рис. 3).
Рисунок 3 – Действие сил на сегмент предлагаемого режущего аппарата
Если пренебречь силой трения спинки ножа о направляющие, то суммарная сила резания в направлении спинки ножа составит:
Fc  0,9 Fo 
Fn
π

sin
  δ  2  .
2
cos   2

(2)
Резание стебля в случае, показанном на рис. 4 в, будет наиболее рациональным, поскольку скольжение перерезанных волокон стебля по поверхности
ножа      выполнить значительно легче за счет приподнятия (изгиба) лезвия на угол α по отношению к горизонту.
С учетом размерных характеристик стеблей пропускная способность
шнека равна:
  3,6  4   h(3,6  4h)  
qш  
 c S c ,
4


(3)
где qш – пропускная способность шнека, кг/с;
 – максимальный зазор между спиралью шнека и днищем корпуса, м;
h – высота спирали, м;
 – коэффициент, учитывающий заполнение рабочего пространства шнека
растительной массой и скорость ее движения;
ω – угловая скорость шнека, с-1;
ρс – плотность растительной массы, кг/м3;
Sс – шаг шнека, м.
а
б
в
Рисунок 4 – Способы расположения сегментов:
а – стандартный; б – с разворотом на 180о; в – с радиусом кривизны, близким к радиусу
витков шнека
Целевая функция параметров и режимов работы зерноуборочного комбайна с универсальным шнековым режущим аппаратом определяется по формуле
E з  [Wнп Vнп (0, 00072  Gк Vp  0, 2628 Vб Vр  38,8  q  1, 26  nк  0, 087  Gк 
9, 2  N ек )  Wк/ Vнп (1, 26  nнп  0, 035  Gнп  0, 022  Gтрнп )  Wк/ Wнп (0, 021  Gтрнп 
(4)
+ 0, 021 Gнп  15,33 Vнп )  0, 015 Wк/ Wнп Vнп ( N етр  3131,3)] / Wк/ Wнп Vнп  min ,
где Ез – затраты совокупной энергии на выполнение производственных процессов уборки и транспортировки зерна, МДж/т; Wнп – производительность
накопителя-перегрузчика, т/ч; Vнп – объем бункера накопителяперегрузчика, м3; Gк – масса комбайна, кг; Vp – рабочая скорость движения
комбайна, км/ч; Vб – емкость бункера для зерна, м3; q – пропускная способность зерноуборочного комбайна, кг/с; nк – количество зерноуборочных
комбайнов с предлагаемым режущим аппаратом, шт.; Neк – мощность двигателя зерноуборочного комбайна, кВт; Wк/ – производительность комбайна,
т/ч; nнп – количество накопителей-перегрузчиков, шт.; Gнп – масса накопителя-перегрузчика, кг; Gтрнп – масса трактора, кг; N етр – мощность двигателя
трактора, кВт.
Определены зависимости эксплуатационно-технических
показателей
(удельного расхода топлива, рабочей скорости) от параметров (ширины захвата
и др.) и режимов работы (рабочей скорости, производительности) косилок,
кормоуборочных и зерноуборочных комбайнов с сегментными и ротационными
режущими аппаратами.
Зависимости удельного расхода топлива y (кг/га) от производительности
за 1 ч основного времени x (га/ч): в целом для косилок, кормоуборочных комбайнов и жаток – y = 0,04x2 – 0,7x + 6,7; косилок с сегментными режущими
аппаратами – y = 0,05x2 – 0,98x + 6,7; жаток с сегментными режущими аппаратами – y = 0,01x2 – 0,5x + 8,02; косилок и жаток с ротационными режущими
аппаратами – y = 0,4x2 – 4,01x + 12,2.
Зависимость удельного расхода топлива на 1 м ширины захвата (qр) от
производительности за 1 ч основного времени (W) на 1 м ширины захвата и рабочей скорости (Vр) представлена на рис. 5.
3М поверхность: Рабочая скорость, км/ч и Производительность, га/ч и Удельный расход топлива, кг/га
Удельный расход топлива, кг/га = Расстояние взвешенных наименьших квадратов
8
6
ива, кг/га
Удельный р асход топл
4
2
0
-2
-4
-6
-8
1,4
1,2
Пр
1,0
ои
зво
ди
0,8
тел
ьн
ост
0,6
ь,
га/
ч
14
12
10
8
6
0,4
4
0,2
Р аб
к ор
яс
оча
ь, к
ост
м/ч
2
>6
<5
<3
<1
< -1
< -3
< -5
Рисунок 5 – Поверхность отклика «qр – W – Vр»
В результате установлено, что рабочая скорость у косилок с ротационными режущими аппаратами в среднем на 27 % выше, чем у косилок и зерновых
жаток с сегментными режущими аппаратами, хотя рабочая ширина захвата в
2,5 раза меньше, чем у зерновых жаток с такими же режущими аппаратами.
Это, в свою очередь, на 25 % повышает производительность за 1 ч основного
времени (на 1 м ширины захвата жатки). Соответственно удельный расход топлива на единицу выполняемой работы (на 1 м ширины захвата жатки) у ротационных аппаратов выше в среднем на 63 %.
В третьей главе представлена программа лабораторно-полевых исследований, описываются частные и общие методики, экспериментальные установки.
Косилка с предлагаемым режущим аппаратом состоит из тяговой системы,
соединенной с корпусом, имеющим режущую систему, которая включает вращающийся шнек и неподвижный нож (рис. 6).
а
б
в
Рисунок 6 – Экспериментальные модели косилок:
а – закрытого типа с противорежущими элементами, выполненными в корпусе;
б – открытого типа с половинными сегментами, копирующими витки двухзаходного шнека;
в – открытого типа с половинными сегментами, копирующими витки шнека, и дополнительной режущей кромкой на витке двухзаходного шнека
Жатка зерноуборочного комбайна содержит (рис. 7): шнек 1, диаметр которого соизмерим с высотой стеблей зерновых колосовых культур, выполненный с
противорежущими сегментами 2 и имеющий лево- и правостороннее направление
навивки 3, а делители 4 выполнены в виде равнобедренного треугольника, боковые стороны 5 которого содержат насечку 6, направленную противоположно движению комбайна под углом, меньшим угла трения стеблей по стали, причем нижняя сторона делителей 4 кратна шагу сегментов 2.
Для определения параметров и режимов работы режущего аппарата была
изготовлена лабораторная установка (рис. 8). Она содержит раму, на которой закреплен транспортер 1 с регулируемым приводом 8. Для резания стеблей преду-
смотрен шнек 4 и противорежущая пластина 3. Привод осуществляется устройством 5 с возможностью регулирования частоты вращения.
а
б
Рисунок 7 – Модернизированная жатка Vario 900 зерноуборочного комбайна Lexion 620:
а – жатка; б – комбайн с жаткой; 1 – шнек; 2 – противорежущие сегменты; 3 – режущая часть
шнека; 4 – делители; 5 – боковые стороны делителей; 6 – насечка
Задачей исследования являлось изучение влияния конструктивных и режимных параметров режущего аппарата на качественные показатели процесса резания стеблей подсолнечника, кукурузы, пшеницы.
6
5
6
5
7
4
4
3
2
1
7
3
8
2
8
1
10
9
Рисунок 8 – Лабораторная установка для изучения процесса резания стеблей:
1 – транспортер; 2 – держатель стеблей; 3 – противорежущая пластина; 4 – шнек;
5 – электропривод шнека; 6 – устройство для изменения высоты подъема шнека;
7 – устройство для регулирования частоты вращения шнека; 8 – электропривод
транспортера; 9 – устройство для регулирования скорости перемещения транспортера;
10 – натяжное устройство
С учетом проведенного обзора патентной и другой научно-технической
литературы были выбраны факторы и уровни их варьирования, представленные
в табл. 1.
Таблица 1 − Факторы и уровни их варьирования
Уровень
Верхний
xi = +1
Основной
xio = 0
Нижний
xi = –1
частота вращения
шнека (х1), nш,
мин-1
Фактор
угол наклона режущего сегмента (х2), αс,
град
шаг сегментов (х3), lc,
мм
800
90
180
500
60
120
200
30
60
Для изыскания возможностей адаптирования предложенного режущего аппарата к современным жаткам нами проводились полевые экспериментальные исследования возможности их работы на зерноуборочных комбайнах Tucano 450 и
Torum 740 с выключенным мотовилом (рисунок 9).
а
б
Рисунок 9 – Работа комбайнов с выключенным мотовилом:
а – Tucano 450 + С660; б – Torum 740 + Power Stream 700
В четвертой главе представлены результаты изучения процесса резания
стеблей в лабораторных и полевых условиях, оптимизации конструктивнорежимных параметров универсального шнекового режущего аппарата при срезе
тонко- и толстостебельных сельскохозяйственных культур.
В результате математической обработки экспериментальных данных высоты среза стеблей подсолнечника получили следующее уравнение регрессии:
Yср = 111,45 + 0,13·х1 + 5,91·х2 + 20,57·х3 – 1,1·х1·х2 +
+ 2,475·х1·х3 + 1,125·х2·х3 – 0,7·х 12 + 3,3·х 22 + 9,5·х 32 ,
(5)
где Yср – высота среза стеблей, мм; х1 – частота вращения шнека, мин-1; х2 – угол
наклона режущего сегмента, град.; х3 – шаг сегментов, мм.
Поверхность отклика представлена на рис. 10.
Y12 – 99,328 = – 0,774·X 12 + 3,374·X 22
а
б
Рисунок 10 – Зависимость высоты среза от частоты вращения шнека, угла наклона режущего
сегмента (а) и двумерное сечение (б) при шаге сегментов 65 мм
В результате получены параметры и режимы работы для среза стеблей
подсолнечника: nш = 431 мин-1, αс = 54о, lc = 92 мм; кукурузы: nш = 532 мин-1,
αс = 51о, lc = 180 мм; пшеницы: nш = 623 мин-1, αс = 56о, lc = 127 мм.
В пятой главе представлены результаты расчета экономической эффективности предложенных решений.
Так, при использовании модернизированной жатки Vario 900 к комбайну
Lexion 620 эксплуатационные затраты снизились в 1,4 раза, дополнительные
капиталовложения составили 20648 руб., а срок окупаемости – 0,2 сезона.
При переоборудовании косилки эксплуатационные затраты снизились в
1,06 раза, дополнительные капиталовложения составили 8,7 тыс. руб., срок
окупаемости – 2 сезона.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. В результате статистической обработки данных протоколов испытаний
косилок, кормоуборочных комбайнов, жаток, проведенных на 10 машиноиспытательных станциях с 2000 по 2017 гг., установлено, что высота среза зерновых
жаток с сегментными режущими аппаратами в среднем на 67 % меньше, чем у
косилок с сегментными и ротационными режущими аппаратами.
Рабочая скорость у косилок с ротационными режущими аппаратами в
среднем на 27 % выше, чем у косилок с сегментными режущими аппаратами и
зерновых жаток с сегментными режущими аппаратами, хотя рабочая ширина
захвата в 2,5 раза меньше, чем у зерновых жаток с сегментными режущими аппаратами. Это, в свою очередь, на 25 % повышает производительность за 1 ч
основного времени (на 1 м ширины захвата жатки). Соответственно удельный
расход топлива на единицу выполняемой работы (на 1 м ширины захвата жатки) у ротационных аппаратов выше в среднем на 63 %.
Получены зависимости эксплуатационно-технических показателей от параметров и режимов работы косилок, кормоуборочных и зерноуборочных комбайнов с сегментными и ротационными режущими аппаратами.
2. В результате теоретических исследований определены углы наклона
лезвий сегментов: для пшеницы – не более 75о (гладкое лезвие) и 44о (насеченное лезвие); для кукурузы – не более 80о (гладкое лезвие) и 48о (насеченное лезвие); для подсолнечника – не более 80о (гладкое лезвие) и 47о (насеченное лезвие).
3. Разработанный многофункциональный универсальный шнековый режущий аппарат может быть использован для среза зерновых (пшеницы, ячменя
и др.), пропашных культур (кукурузы, подсолнечника) и других растений (камыша, кустарников, трав), как в жатках кормоуборочных и зерноуборочных
комбайнов, так и в косилках.
4. Разработана математическая модель оптимизации параметров и режимов работы зерноуборочного комбайна со шнековым режущим аппаратом.
В результате оптимизации модернизированная жатка зерноуборочного комбайна в составе уборочно-транспортного звена с предлагаемым режущим аппаратом обеспечила снижение энергозатрат с 250,3 МДж/т до 235,1, или на 6 %, повышение производительности комбайна с 4,0 га/ч до 4,8, или в 1,2 раза, пропускной способности – с 10,8 кг/с до 13,0, или в 1,2 раза. Оптимальная ширина
захвата жатки при урожайности 6 т/га составила 9 м, рабочая скорость движе-
ния – 6 км/ч, масса комбайна – 15290 кг, мощность двигателя – 299 кВт, оптимальные сроки уборки – 7 дней.
5. В результате обработки экспериментальных данных по резанию стеблей комбайном Tucano 450 с жаткой С660 установлено, что по потерям зерна
варианты различаются несущественно при скоростях 5–8 км/ч. Это подтверждает целесообразность использования жатки без мотовила при работе на изученных скоростях комбайна. Зависимость прямых потерь зерна от скорости
комбайна при работе с мотовилом имеет вид y = – 0,35x3 + 6,67x2 – 41,56x +
+ 85,01, без мотовила – y = 0,95x3 – 18,6x2 + 120,29x – 254,91.
Коэффициент корреляции между прямыми потерями зерна и скоростью
комбайна при работе с мотовилом составляет r = 0,68, при работе без мотовила
r = 0,74.
Обработкой экспериментальных данных по резанию стеблей комбайном
Torum 740 с жаткой Power Stream 700 установлено, что по потерям зерна варианты различаются несущественно при скоростях 5–9 км/ч, что подтверждает
целесообразность использования жатки без мотовила при работе на изученных
скоростях движения комбайна. Зависимость прямых потерь от скорости комбайна при работе с мотовилом имеет вид y = – 0,03x3 + 2,5x2 – 26,4x + 83,7, без
мотовила – y = – 0,1x3 + 3,8x2 – 31,1x + 89,1.
Коэффициент корреляции между прямыми потерями зерна и скоростью
комбайна при работе с мотовилом составляет r = 0,79, при работе без мотовила
r = 0,43.
6. Рекомендуются следующие параметры и режимы работы для среза
стеблей подсолнечника: nш = 431 мин-1, αс = 54о, lc = 92 мм; кукурузы:
nш = 532 мин-1, αс = 51о, lc = 180 мм; пшеницы: nш = 623 мин-1, αс = 56о,
lc = 127 мм.
Конструктивно-режимные параметры универсального шнекового режущего аппарата: nш = 530  58 мин-1; αс = 55  5о; lc = 133  17 мм.
Согласно анализу результатов теоретических и экспериментальных данных, их расхождение составляет в среднем до 15 %.
7. Расчет экономической эффективности свидетельствует о целесообразности использования предлагаемого режущего аппарата.
Так, при использовании модернизированной жатки Vario 900 к комбайну
Lexion 620 эксплуатационные затраты снизились в 1,4 раза, дополнительные
капиталовложения составили 20648 руб., а срок окупаемости составляет 0,2 сезона. При переоборудовании косилки эксплуатационные затраты снизились в
1,06 раза, дополнительные капиталовложения составили 8,7 тыс. руб., срок
окупаемости – 2 сезона.
Рекомендации производству
Предложенные в работе параметры и режимы работы режущего аппарата могут быть
использованы конструкторскими организациями при разработке рабочих органов жаток
кормоуборочных и зерноуборочных комбайнов, а также косилок.
Перспективы дальнейшей разработки темы
Перспективным и заслуживающим дальнейшего развития направлением является использование полимерных материалов для изготовления рабочих поверхностей элементов
шнека режущего аппарата.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
– в изданиях, рекомендованных ВАК:
1. Труфляк И. С. Альтернативный режущий аппарат механических косилок /
Е. И. Трубилин, И. С. Труфляк, Е. В. Труфляк // Техника и оборудование для села. – 2012. – № 2
(188). – С. 10–12.
2. Труфляк И. С. Жатка зерноуборочного комбайна нового типа / И. С. Труфляк // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ,
2014. – №07(101). – С. 2298–2310. – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/154.pdf,
0,812 у.п.л.
3. Труфляк И. С. Теоретическое обоснование резания стеблей шнековым режущим
аппаратом / И. С. Труфляк // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – №07(101). – С. 2282–2297. – Режим доступа:
http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/153.pdf, 1 у.п.л.
4. Труфляк И. С. Косилка с альтернативным режущим аппаратом / И. С. Труфляк //
Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар:
КубГАУ,
2014.
–
№07(101).
–
С.
2311–
326.
–
Режим
доступа:
http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/155.pdf, 1 у.п.л.
– в монографии:
5. Труфляк И. С. Параметры и режимы работы универсального шнекового режущего
аппарата : монография / И. С. Труфляк. – Краснодар : КубГАУ, 2018. – 303 с.
– в патентах РФ:
6. Пат. 2513421 РФ, МПК А 01 D 34/00, А 01 D 34/43. Шнековый режущий аппарат /
И. С. Труфляк; заявитель и патентообладатель КубГАУ. – № 2012148641/13; заявл.
15.11.2012; опубл. 20.04.2014. Бюл. № 11.
7. Пат. 2529157 РФ, МПК А 01 D 41/08. Жатка зерноуборочного комбайна /
Е. В. Труфляк, И. С. Труфляк; заявитель и патентообладатель КубГАУ. – №2013116646; заявл. 11.04.2013; опубл. 31.07.2014. Бюл. № 27.
8. Пат. 2529175 РФ, МПК А 01 D 34/63. Газонокосилка механическая /
Е. В. Труфляк, И. С. Труфляк; заявитель и патентообладатель КубГАУ. – №2013116651; заявл. 11.04.2013; опубл. 31.07.2014. Бюл. № 27.
9. Пат. 162559 РФ, МПК А 01 D 34/00. Жатка зерноуборочного комбайна /
Е. В. Труфляк, Г. Г. Маслов, И. С. Труфляк; заявитель и патентообладатель КубГАУ. –
№2015151276/13; заявл. 30.11.2015; опубл. 20.06.2016. Бюл. № 17.
10. Пат. 163826 РФ, МПК A 01 D 34/412. Шнековый режущий аппарат /
Е. В. Труфляк, Г. Г. Маслов, И. С. Труфляк; заявитель и патентообладатель КубГАУ. –
№ 2015151285/13; заявл. 30.11.2015; опубл. 10.08.2016. Бюл. № 22.
11. Пат. 163064 РФ, МПК A 01 D 34/46. Газонокосилка механическая /
Е. В. Труфляк, И. С. Труфляк, Г. Г. Маслов; заявитель и патентообладатель КубГАУ. –
№ 2016100380/13; заявл. 11.01.2016; опубл. 10.07.2016, Бюл. № 19.
– в прочих изданиях:
12. Труфляк И. С. Методика выбора количества повторностей при проведении экспериментальных исследований / Е. В. Труфляк, И. С. Труфляк, В. С. Кравченко,
И. А. Гончарова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского
государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2008. – №04(38). – 6 с. – Режим доступа:
http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/04.pdf.
13. Труфляк И. С. Шнековый режущий аппарат / И. С. Труфляк, Н. Н. Бульдяев,
Е. В. Труфляк // Материалы ежегодной научной конференции факультета механизации. –
Краснодар, 2012. – С. 31–35.
14. Труфляк И. С. Новый режущий аппарат косилок / И. С. Труфляк, Е. И. Трубилин
// Материалы VI Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых / КубГАУ. – Краснодар, 2012. –
С. 370–371.
15. Труфляк И. С. Параметры и режимы работы универсального режущего аппарата
подпорного среза / В. В. Богумилов, И. С. Труфляк // Научное обеспечение АПК: сб. ст. по
материалам IX Всерос. конф. молодых ученых, посвящ. 75-летию В. М. Шевцова. – Краснодар: КубГАУ, 2016. – С. 321–322.
16. Труфляк И. С. Параметры и режимы работы многофункционального универсального режущего аппарата / И. С. Труфляк // Инновационные технологии в науке и образовании: материалы V Междунар. науч.-практ. конф. – Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2017. – С. 298–
303.
17. Труфляк И. С. Параметры и режимы работы режущего аппарата для уборки трав и
зерновых культур / И. С. Труфляк // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: материалы Междунар. науч.-практ. конф. – Ставрополь: Ставропольский ГАУ, 2017. – С. 283–288.
18. Труфляк И. С. Математическая модель оптимизации параметров технических
средств уборочно-транспортного звена / И. С. Труфляк // Итоги научно-исследовательской
работы за 2017 г.: сб. ст. по материалам 73-й науч.-практ. конф. преподавателей. – Краснодар : КубГАУ, 2018. – С. 327–328.
19. Труфляк И. С. Сравнительный анализ современных машин для уборки зерновых
культур и трав / И. С. Труфляк // Итоги научно-исследовательской работы за 2017 г.: сб. ст.
по материалам 73-й науч.-практ. конф. преподавателей. – Краснодар : КубГАУ, 2018. –
С. 329–330.
20. Труфляк И. С. Модернизация режущего аппарата жатки комбайна /
В. В. Богумилов, И. С. Труфляк // Вестник научно-технического творчества молодежи Кубанского ГАУ: сб. ст. в 4 т. – Краснодар : КубГАУ, 2016. – Т. 2, вып. 1. – С. 125–128.
21. Свид. РФ № 2008613383. Определение количества повторностей при сравнении
двух выборок / Е. В. Труфляк, И. А. Гончарова, И. С. Труфляк; заявитель и правообладатель
КубГАУ. – № 2008612443 заявл. 2.06.2008; опубл. 16.07.2008.
Подписано в печать 30.06.2018 г. Формат 60×84 1/16
Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0.
Тираж 100 экз. Заказ № 418
__________________________________________________________________
Отпечатано в типографии Кубанского ГАУ
350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
1 266 Кб
Теги
режим, режущего, универсального, аппарата, шнекового, работа, параметры
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа