Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

ОБОСНОВАНИЕ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ШНЕКА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

Научная статья
Тронев С.В.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.57.077
Выпуск: № 3 (57), 2017
Опубликована:
2017/03/17
PDF

Тронев С.В.

Кандидат технических наук, Волгоградский государственный аграрный университет

ОБОСНОВАНИЕ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ШНЕКА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

Аннотация

Выполнено теоретическое обоснование снижения неравномерности потока хлебной массы по ширине рабочего органа на основе реализации принципа наложения друг на друга технологических потоков различного типа неравномерностей. Разработана новая конструкция распределительного шнека, которая способствует снижению неравномерности загрузки молотилки зерноуборочного комбайна за счет циркуляционного потока. Применение новой конструкции распределительного шнека позволило повысить производительность зерноуборочного комбайна РСМ-152 «ACROS-595 Plus» по намолоту и площади уборки на 6…8 %. Ключевые слова: распределительный шнек, зерноуборочный комбайн, производительность.

Tronev S.V.

PhD in Engineering, Volgograd state agrarian University

JUSTIFICATION OF NEW CONSTRUCTION OF LEVELING AUGER IN COMBINE HARVESTER

Abstract

The paper presents a theoretical justification for reducing of non-uniformity of the grain flow across the width of the working body based on the the principle of superposition of process streams with irregularities of various types. A new design of the leveling auger is proposed, which reduces the loading non-uniformity of separator in combine harvester by means of circulation flow. The use of new design of the leveling auger allows to increase the performance of combine harvester RSM-152 «ACROS-595 plus» on the grain yield and harvesting area by 6...8%.

Key words: leveling auger, combine harvester, performance.

Во время функционирования зерноуборочного комбайна некоторые рабочие органы молотилки не могут достичь заданной производительности из-за того, что процесс обмолота хлебной массы и сепарации зернового вороха протекают с существенной неравномерностью технологических потоков [2, 4, 6, 9, 10, 11, 13, 14 и 15].

Основная часть потока хлебной массы по ширине рабочих органов молотилки зерноуборочного комбайна перемещается в центральной части [3] или по краям [1], а также – равномерно.

Уменьшение неравномерности загрузки рабочих органов молотилки обеспечивают: V-образные бичи [5]; ленточный транспортер вместо транспортной доски [2]; наклонная камера с выравнивающим устройством [12]; разравнивающее устройство шнека жатки [7]; устройство для распределения хлебной массы по ширине наклонной камеры [1].

Цель исследования – обоснование снижения неравномерности потока хлебной массы по ширине рабочего органа на основе реализации принципа наложения друг на друга технологических потоков различного типа неравномерностей.

Распределение потока хлебной массы по ширине рабочего органа можно оценить коэффициентом вариации νi:

03-03-2017 15-16-07  (1)

где 03-03-2017 15-17-33 – среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-ой зоне по ширине i-го рабочего органа, кг/с; 03-03-2017 15-18-08 – значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; m – число зон, на которые разделен i-й рабочий орган.

Учтем наличие циркуляционного потока хлебной массы в молотилке зерноуборочного комбайна при определении 03-03-2017 15-18-08 следующим выражением:

03-03-2017 15-19-24  (2)

где 03-03-2017 15-20-19 – значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; 03-03-2017 15-20-27 − значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа от, кг/с.

Среднеарифметическое значение технологического потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа молотилки с учетом циркуляционного протока определим из выражения:

03-03-2017 15-20-47  (3)

где 03-03-2017 15-22-00 − среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа молотилки без учета циркуляционных протоков, кг/с; 03-03-2017 15-22-06 − среднеарифметическое значение циркуляционного протока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с; m – число зон на которые разделен i-й рабочий орган.

Коэффициент вариации распределения потока хлебной массы по ширине i-го рабочего органа молотилки с учетом циркуляционного протока, учитывая выражения (2) и (3), равен:

03-03-2017 15-24-13  (4)

Рассмотрим случай снижения коэффициента вариации распределения потока хлебной массы по ширине i-го рабочего органа молотилки.

При 03-03-2017 15-24-58 можно записать

03-03-2017 15-25-31  (5)

или в идеальном случае распределения 03-03-2017 15-25-40   (6) Тогда с учетом выражения (3) условие (6) можно представить в виде: 03-03-2017 15-25-49  (7)

Выражение (7) показывает необходимость подачи циркуляционного протока в зоны n, где значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока меньше среднеарифметического значения.

Из выражения (7) можно определить величину подачи циркуляционного протока в зону n:

03-03-2017 15-27-45  (8)

Выражение (7) представим в графическом виде с учетом вариантов движения технологических потоков хлебной массы по ширине рабочих органов молотилки.

Вариант 1. Если условно принять неравномерное распределение потока хлебной массы без учета циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-19 с максимумом по центру и минимумом по краям – положительным, а у циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-27 с минимумом по центру и максимумом по краям – отрицательным, то наложение таких противоположностей друг на друга снижает суммарную неравномерность (рисунок 1).

03-03-2017 15-29-19

Рис. 1 – Графическое представление идеального случая распределения технологического потока хлебной массы 03-03-2017 15-18-08  в зонах n по ширине i-го рабочего органа молотилки зерноуборочного комбайна в варианте распределения потока хлебной массы без учета циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-19  с максимумом по центру и минимумом по краям: 03-03-2017 15-20-19 – значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; 03-03-2017 15-20-27 − значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; 03-03-2017 15-17-33 − среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с

Вариант 2. Если условно принять неравномерное распределение потока хлебной массы без учета циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-19 с минимумом по центру и максимумом по краям – положительным, а у циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-27 с максимумом по центру и минимумом по краям – отрицательным, то наложение таких противоположностей друг на друга снижает суммарную неравномерность (рисунок 2).

03-03-2017 15-32-46

Рис. 2 – Графическое представление идеального случая распределения технологического потока хлебной массы 03-03-2017 15-18-08 в зонах n по ширине i-го рабочего органа молотилки зерноуборочного комбайна в варианте распределения потока хлебной массы без учета циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-19 с минимумом по центру и максимумом по краям: 03-03-2017 15-20-19 – значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; 03-03-2017 15-20-27 − значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; 03-03-2017 15-17-33 − среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с

Вариант 3. Если условно принять равномерное распределение потока хлебной массы без учета циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-19, то циркуляционный поток 03-03-2017 15-20-27 должен быть равномерными (рисунок 3).

03-03-2017 15-36-03

 Рис. 3 – Графическое представление идеального случая распределения технологического потока хлебной массы 03-03-2017 15-18-08 в зонах n по ширине i-го рабочего органа молотилки зерноуборочного комбайна в варианте равномерного распределения потока хлебной массы без учета циркуляционного потока 03-03-2017 15-20-19: 03-03-2017 15-20-19– значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; 03-03-2017 15-20-27 − значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; 03-03-2017 15-17-33 − среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с

Таким образом, снизить неравномерность загрузки молотилки зерноуборочного комбайна РСМ-101 «Вектор - 410» возможно за счет циркуляционного потока, применив новую конструкцию распределительного шнека.

Кожух новой конструкции распределительного шнека имеет крепления для установки съемных щитков [8]. Если при работе зерноуборочного комбайна поток хлебной массы, поступающие на стрясную доску из молотильного аппарата, в основном, передвигается в центральной части рабочих органов молотилки, то циркуляционный поток после домолачивающего устройства распределительным шнеком необходимо подать на края очистки. Для этого необходимо на кожух 1 центральной части распределительного шнека серийной конструкции 1 установить съемные щитки 2 (рисунок 4).

03-03-2017 15-39-55

Рис. 4 – Схема работы новой конструкции распределительного шнека с подачей циркуляционного потока на края транспортной доски: ← направление движения циркуляционного потока; 1 – распределительный шнек серийной конструкции; 2 – съемный щиток

Если при работе зерноуборочного комбайна поток хлебной массы, поступающие на стрясную доску из молотильного аппарата, в основном, передвигается по краям рабочих органов молотилки, то циркуляционный поток после домолачивающего устройства распределительным шнеком необходимо подать в центральную часть очистки. Для этого необходимо на края кожуха 1 распределительного шнека серийной конструкции 1 установить съемные щитки 2 (рисунок 5).

03-03-2017 15-40-53

Рис. 5 – Схема работы новой конструкции распределительного шнека с подачей циркуляционного потока в центр транспортной доски: ← направление движения циркуляционного потока; 1 – распределительный шнек серийной конструкции; 2 – съемный щиток

 

Если при работе зерноуборочного комбайна поток хлебной массы, поступающий на стрясную доску из молотильного аппарата, в основном, передвигается равномерно по ширине рабочих органов молотилки, то на кожух распределительного шнека новой конструкции не устанавливают съемные щитки.

Применение новой конструкции распределительного шнека зерноуборочного комбайна РСМ-152 «ACROS-595 Plus» на уборке озимой пшеницы и ячменя способствовало повышению производительности по намолоту и площади уборки на 5…8 %.

Список литературы / References

  1. Байзакова, Ж.С. Технические средства для уборки сухих короткостебельных зерновых культур/ Ж.С. Байзакова, М.С. Тойлыбаев// Вестник НГАУ. – Новосибирск, 2012. №3 (24). − С. 95-96.
  2. Бердышев, В.Е. Влияние неравномерности подачи вороха на качество работы очистки зерноуборочного комбайна/ В.Е. Бердышев// Земледельческая механика. Сборник научных трудов МИИСП. Том XVII, М.: − 1980. − С. 78-82.
  3. Захаров, В.А. Метод оценки загрузки рабочих органов зерноуборочных комбайнов технологическим материалом/ В.А. Захаров// Технические средства для обеспечения интенсивных технологий возделывания и уборки сельскохозяйственных культур. Сборник научных трудов МИИСП, М.: − 1989. − С. 97-100.
  4. Иванцов, В.И. Влияние неравномерности подачи хлебной массы на потери при обмолоте// «Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроения, транспорта и сельского хозяйства». Труды IX Международной научно-технической конференции. − Ростов-на-Дону: ИЦ ДГТУ , 2010. – C.189-191.
  5. Кленин, Н.И. Анализ технологических и энергетических показателей работы молотильных устройств с барабанами, имеющими различный угол наклона бичей/ Н.И. Кленин, В.Г. Егоров // Сельскохозяйственные машины. Доклады МИИСП. Том VII. Выпуск I. М.: − 1971. − С. 90-98.
  6. Ловчиков, А.П. Технико-технологические основы совершенствования зерноуборочных комбайнов с бильным молотильным аппаратом. – Ульяновск: Зебра, 2016. – 111 с.
  7. Лукиных, Г.Ф. Исследование процесса перемещения хлебной массы разравнивающим устройством шнекового типа зерноуборочного комбайна/ Г.Ф. Лукиных// Совершенствование уборки зерновых культур. Труды ЧИМЭСХ. Выпуск 73. – Челябинск, 1974. – С.57-64.
  8. Пат. 2486745 РФ, МПК А01F 12/44, А01F 12/52. Очистка зерноуборочного комбайна/ А.И. Ряднов, С.В. Тронев, И.П. Скворцов; опубл. 10.07.2013, Бюл. №19. – 6 c.
  9. Ряднов, А. И. Способ повышения равномерности загрузки системы очистки зерноуборочного комбайна/ А. И. Ряднов, С. В. Тронев, И. П. Скворцов // Интеграция науки в производство – стратегия устойчивого развития АПК России в ВТО. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Победы в сталинградской битве. 30 января-01 февраля 2013 года. − Волгоград. − Том 5. − С. 152-156.
  10. Тронев, С.В. Методика оценки функциональных возможностей рабочих органов зерноуборочного комбайна/ С. В. Тронев, А. И. Ряднов // Научные основы стратегии развития АПК и сельских территорий в условиях ВТО. Материалы Международной научно-практической конференции, Волгоград, 28-30 января 2014 г. – Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2014. − Том 3. − С. 31-34.
  11. Шорохов, Ю.Г. Влияние выравненности поточной хлебной массы на работу молотильно-сепарирующего устройства/Ю.Г. Шорохов, А.В. Авдеев// Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора К. Г. Колганова, 7-9 сентября 2006 года. − Челябинск: ЧГАУ, 2006 – С. 185-193.
  12. Шорохов, Ю.Г. Повышение пропускной способности зерноуборочных комбайнов/ Ю.Г. Шорохов, С.М. Пуховский// Разработка и совершенствование рабочих органов сельскохозяйственных машин. Сборник научных трудов. – М.: МСХА, 1987.− С. 29-32.
  13. Gach, S. Effect of auger pitch in the auger-finger conveyor on the wotk of harvesting and threshing units in the grain combine harvester / S. Gach, C. Pintara // Ann. Warsaw Agr. Univ. Agr., 2003; N 44. - P. 23-27.
  14. Gach, S. Effect of reel slat number on uniformity of cereal mass feeding to the threshing unit and on threshing quality/ S. Gach, C. Pintara // Ann. Warsaw Agr. Univ. Agr., 2003; N 44. - P. 17-22.
  15. Gach, S. Effect of selected parameters of the auger-finger conveyor in grain combine harvester header on uniformity of crop mass distribution / S. Gach, C. Pintara // Ann. Warsaw Agr. Univ. Agr. - Warsaw, 2000; N 37. - P. 55-60.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Bajzakova Zh.S. Tehnicheskie sredstva dlja uborki suhih korotkostebel'nyh zernovyh kul'tur [Technical equipment for cleaning of the short dry crops] / Zh.S. Bajzakova, M.S. Tojlybaev // Vestnik NGAU, Novosibirsk [Bulletin NGAU]. − 2012. − №3 (24). − Р. 95-96. [in Russian]
  2. Berdyshev V.E. Vlijanie neravnomernosti podachi voroha na kachestvo raboty ochistki zernouborochnogo kombajna [The impact of uneven flow heap on the quality of cleaning Harvester] / V.E. Berdyshev// Zemledel'cheskaja mehanika. Sbornik nauchnyh trudov MIISP. Tom XVII, Moscow [Agricultural Mechanics. Collection of scientific works MIISP. Vol. XVII]. − 1980. − Р. 78-82. [in Russian]
  3. Zaharov V.A. Metod ocenki zagruzki rabochih organov zernouborochnyh kombajnov tehnologicheskim materialom [Method of estimation download process material working bodies combine harvesters]/ V.A. Zaharov// Tehnicheskie sredstva dlja obespechenija intensivnyh tehnologij vozdelyvanija i uborki sel'skohozjajstvennyh kul'tur. Sbornik nauchnyh trudov MIISP, Moscow [Technical means to provide intensive technologies of cultivation and harvesting of crops. Collection of scientific works MIISP]. − 1989. − Р. 97-100. [in Russian]
  4. Ivancov V.I. Vlijanie neravnomernosti podachi hlebnoj massy na poteri pri obmolote [The impact of uneven supply of grain mass losses during threshing]/ V.I. Ivancov // «Innovacija, jekologija i resursosberegajushhie tehnologii na predprijatijah mashinostroenija, aviastroenija, transporta i sel'skogo hozjajstva». Trudy IX Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii. − Rostov-na-Donu: IC DGTU ["Innovation, ecology and resource-saving technologies in the enterprises of mechanical engineering, aviation, transport and agriculture." Proceedings of the IX International Scientific and Technical Conference]. − 2010. – Р.189-191. [in Russian]
  5. Klenin N.I. Analiz tehnologicheskih i jenergeticheskih pokazatelej raboty molotil'nyh ustrojstv s barabanami, imejushhimi razlichnyj ugol naklona bichej [Analysis of technological and energy performance of threshing devices with drums having a different angle of inclination of pests]/ N.I. Klenin, V.G. Egorov // Sel'skohozjajstvennye mashiny. Doklady MIISP. Tom VII. Vypusk I. Moscow [Agreecultural machines. Agreecultural equipment. Reports MIISP. Vol. VII]. − 1971. − Р. 90-98. [in Russian]
  6. Lovchikov A.P. Tehniko-tehnologicheskie osnovy sovershenstvovanija zernouborochnyh kombajnov s bil'nym molotil'nym apparatom [Technical and technological bases of perfection combine harvesters threshing machine with a hammer], Ul'janovsk: Zebra, 2016. – 111 р. [in Russian]
  7. Lukinyh G.F. Issledovanie processa peremeshhenija hlebnoj massy razravnivajushhim ustrojstvom shnekovogo tipa zernouborochnogo kombajna [Study the process of moving grain mass screed screw-type combine harvester]/ G.F. Lukinyh// Sovershenstvovanie uborki zernovyh kul'tur. Trudy ChIMJeSH. Vypusk 73. Cheljabinsk [Improving the harvesting of grain crops. Proceedings CHIMESKH. Issue 73]. − 1974. – Р. 57-64. [in Russian]
  8. Rjadnov A.I., Tronev S.V., Skvorcov I.P. Ochistka zernouborochnogo kombajna [Cleaning Harvester]. Pat. Rus. Fed. № 2486745. IPC A01F 12/44, A01F 12/52. Publ. 10.07.2013, Bul. №19. – 6 р. [in Russian]
  9. Rjadnov A. I. Sposob povyshenija ravnomernosti zagruzki sistemy ochistki zernouborochnogo kombajna [A method for improving the uniformity of load combine harvester cleaning system]/ A. I. Rjadnov, S. V. Tronev, I. P. Skvorcov // Integracija nauki v proizvodstvo – strategija ustojchivogo razvitija APK Rossii v VTO. Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhennoj 70-letiju Pobedy v stalingradskoj bitve. 30 janvarja-01 fevralja 2013 goda, Tom 5. Volgograd [Integration of science into production - a strategy for sustainable development of agro-industrial complex of Russia in WTO. International scientific-practical conference dedicated to the 70th anniversary of the Victory in the Battle of Stalingrad. January 30-February 1, 2013, Vol. V]. − P. 152-156. [in Russian]
  10. Tronev S.V. Metodika ocenki funkcional'nyh vozmozhnostej rabochih organov zernouborochnogo kombajna [Methodology to evaluate the functionality of the working bodies of the combine harvester]/ S. V. Tronev, A. I. Rjadnov // Nauchnye osnovy strategii razvitija APK i sel'skih territorij v uslovijah VTO. Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Volgograd, 28-30 janvarja 2014 g. Volgogradskij GAU, Tom 3, 2014 [Scientific basis for the strategy development of agribusiness and rural areas in the WTO. International scientific-practical conference, 28-30 January 2014, Vol. III]. − P. 31-34. [in Russian]
  11. Shorohov Ju.G. Vlijanie vyravnennosti potochnoj hlebnoj massy na rabotu molotil'no-separirujushhego ustrojstva [Influence of uniformity of grain mass flow to work threshing and separating device] /Ju.G. Shorohov, A.V. Avdeev// Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhennoj 100-letiju so dnja rozhdenija professora K. G. Kolganova, 7-9 sentjabrja 2006 goda, Cheljabinsk: ChGAU, 2006 [Proceedings of the international scientific-practical conference dedicated to the 100th anniversary of birthday of Professor C.G. Kolganova, 7-9 September 2006]. – P. 185-193. [in Russian]
  12. Shorohov, Ju.G. Povyshenie propusknoj sposobnosti zernouborochnyh kombajnov [Increased capacity combine harvesters]/ Ju.G. Shorohov, S.M. Puhovskij// Razrabotka i sovershenstvovanie rabochih organov sel'skohozjajstvennyh mashin. Sbornik nauchnyh trudov. Moscow: MSHA, 1987 [Development and improvement of the working bodies of agricultural machines. Collection of scientific papers].− P. 29-32. [in Russian]
  13. Gach, S. Effect of auger pitch in the auger-finger conveyor on the wotk of harvesting and threshing units in the grain combine harvester / S. Gach, C. Pintara // Ann. Warsaw Agr. Univ. Agr., 2003; N 44. - P. 23-27.
  14. Gach, S. Effect of reel slat number on uniformity of cereal mass feeding to the threshing unit and on threshing quality/ S. Gach, C. Pintara // Ann. Warsaw Agr. Univ. Agr., 2003; N 44. - P. 17-22.
  15. Gach, S. Effect of selected parameters of the auger-finger conveyor in grain combine harvester header on uniformity of crop mass distribution / S. Gach, C. Pintara // Ann. Warsaw Agr. Univ. Agr. - Warsaw, 2000; N 37. - P. 55-60.