WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«ТЕХНОЛОГИИ И МАШИНЫ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ УБОРКИ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА ...»

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КОВАЛЕВ

Михаил Михайлович

ТЕХНОЛОГИИ И МАШИНЫ ДЛЯ

КОМБИНИРОВАННОЙ УБОРКИ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА

Специальность 05.20.01 – технологии и

средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2009

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский, проектно-технологический институт механизации льноводства Россельхозакадемии» (ГНУ ВНИПТИМЛ Россельхозакадемии) доктор технических наук, профессор,

Научный консультант академик Россельхозакадемии Лачуга Юрий Федорович доктор технических наук, профессор,

Официальные оппоненты:

академик Россельхозакадемии Краснощеков Николай Васильевич доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Россельхозакадемии Артюшин Анатолий Алексеевич доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Россельхозакадемии Федоренко Вячеслав Филиппович

Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина» (ФГОУ ВПО МГАУ).

Защита состоится _ в _ часов на заседании диссертационного совета Д 006.020.01 при ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства» (ГНУ ВИМ) Россельхозакадемии по адресу: 109428, Москва, 1-ый Институтский проезд, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИМ.

Автореферат разослан «_» _ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук И.А. Пехальский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время Россия находится в сырьевой зависимости от хлопкосеющих стран. Для обеспечения экономической и стратегической независимости страны крайне важно иметь отечественное целлюлозное волокнистое сырье.





Однако, если в сельском хозяйстве страны в последнее время наметилась тенденция перехода от состояния стагнации к поступательному развитию, то при всей важности льна происходит спад его производства.

Учитывая важность льнопродукции для страны в «Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы» производство льна отнесено к приоритетным подотраслям сельского хозяйства. Предусматривается в 2012 году достичь урожайности льна-долгунца по волокну – 9,2 ц/га, обеспечить валовые сборы семян в объеме 45 тыс.т и льноволокна – 120 тыс.т. Инструментом в реализации стратегии устойчивого развития льноводства призвана стать Целевая программа ведомства (МСХ РФ) «Развитие льняного комплекса России на 2008-2010 годы», являющаяся составной частью Госпрограммы.

К сожалению, несмотря на принятие этих важнейших программ, в льноводстве продолжают сокращаться посевные площади, на низком уровне находится урожайность: к уровню 1990 года посевные площади сократились в несколько раз и к году уменьшились до 80 тыс. га при урожайности льноволокна 7,8 ц/га, семян – 1,5 ц/га, что значительно ниже, чем в Западной Европе. Особенно низко качество льнопродукции, так доля потребляемого текстильной промышленностью длинного волокна в объеме производимого не превышает 28 % или 40 % от потребности. Поэтому промышленность вынуждена импортировать до 60 % такого льноволокна. Как следствие, продукция отечественного льноводства не находит сбыта. Причем не только из-за низкого качества, но и повышенной себестоимости, что не позволяет ей быть конкурентной на рынке льносырья.

Основные издержки производства льна, уровни качества и потерь продукции определяет уборочный цикл продукционного процесса. Именно здесь формируется до половины затрат производства. В этом цикле сосредоточены базовые процессы управления качеством продукции, происходят основные физические и технологические ее потери.

К экономической компоненте производства тесно примыкает демографическая ситуация в отрасли. Как известно, льноводство размещается в зонах, как правило, с дефицитом по труду. Поэтому обеспечить производство необходимых объемов конкурентоспособной продукции можно только путем существенного повышения производительности труда на уборочных работах.

Однако решить эти задачи имеющимися техническими и научными ресурсами не представляется возможным. Наиболее перспективным научным направлением радикального решения проблемы повышения эффективности уборочного цикла в льноводстве является перевод его на комбинированную уборку льна, объединяющую операции собственно уборки и послеуборочной обработки для оптимизации процесса получения высококачественной конечной продукции.

Поэтому решение проблемы создания оптимальных технологий и технических средств для уборки льна является актуальной для сельскохозяйственной науки и аграрной практики и соответствует целям реформирования агропромышленного комплекса страны.

Научная гипотеза: эффективность производства льнопродукции можно существенно повысить путем модернизации уборочного цикла в льноводстве: разработки, создания и использования новых технологий и технических средств для комбинированной уборки льна-долгунца.





Цель исследований: научно обосновать направления технологической и технической модернизации льноводства путем разработки новых технологий, создания и организации производства семейства адаптивных технических средств нового поколения для уборки льна-долгунца.

Задачи исследований:

1. Определить физико-механические и технологические свойства растений перспективных сортов льна-долгунца для использования их при проектировании рабочих органов льноуборочных машин.

2. Разработать базовую технологию производства льнопродукции на основе совершенствования комбайновой уборки и новую комбинированную технологию уборки льна-долгунца.

3. Разработать математические модели рабочих процессов и методики оптимизации параметров машин для уборочного цикла льноводства и на их основе осуществить модернизацию технологических операций уборки льна-долгунца путем комбинирования процессов, включая:

- подвод растений и теребление льна-долгунца;

- подбор и оборачивание лент льна;

- плющение и транспортирование стеблей льна;

- очес семенных коробочек и транспортирование льновороха.

4. Провести экспериментальные исследования технологических процессов и рабочих органов машин для уборки льна-долгунца с целью проверки адекватности их математических моделей.

5. Провести приемочные государственные и хозяйственные испытания адаптивных и комбинированных машин для уборки льна-долгунца и организовать их производство.

6. Дать технологическую и технико-экономическую оценку эффективности использования усовершенствованных и новых технологий и машин для уборки льнадолгунца.

Объект исследований: технологии и технические средства для уборки льнадолгунца в системе производства продукции льноводства.

Предмет исследования: методы построения и оптимизации параметров технологических процессов и машин нового поколения для уборки льна-долгунца.

Методы исследований: системный анализ технологической и технической базы льноводства; методы кинематического и динамического исследования технических объектов и тензометрирования нагрузок на их элементы; методика математического планирования многофакторного эксперимента; проверка достоверности результатов исследований методами теории вероятности и математической статистики; апробация в производственных условиях и технико-экономическая оценка эффективности разработанных технологий и новых технических средств.

Научная новизна результатов исследований:

- математические модели технологических процессов и методики оптимизации параметров машин для уборки льна-долгунца и их комбинирования в производственном процессе;

- новый типоразмерный ряд машин для уборки льна-долгунца, адаптивных к высоким агротехнологиям льноводства и гармонизированных с мировым уровнем их аналогов;

- базовая технология производства льнопродукции и новый технологический адаптер комбинированной уборки льна-долгунца, разработанные впервые для включения в Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства.

Положения, выносимые на защиту:

- развитие подотрасли льноводства следует осуществлять, прежде всего, на основе модернизации технологий и техники уборочного цикла;

- совершенствование технологии уборки льна-долгунца можно осуществить путем кинематического и динамического моделирования процессов, обеспечив при этом в приоритетном порядке повышение качества продукции, снижение потерь, эффективное использование ресурсов и повышение производительности труда;

- технологию уборочного цикла при производстве льнопродукции можно модернизировать путем комбинированного выполнения производственных операций техническими средствами нового поколения;

- обоснование нового типоразмерного ряда и структуры парка уборочных средств льноводства следует вести на основе их адаптации к агротехнологиям;

- создание новых (комбинированных) уборочных технических средств для льноводства необходимо осуществлять на основе их гармонизации с агротехнологиями, предложенного математического аппарата для обоснования их основных параметров и режимов и мировыми тенденциями построения рабочих органов машин;

- экономически и технологически эффективное обеспечение уборочного цикла агротехнологий в льноводстве возможно благодаря использованию разработанной базовой технологии производства и комбинированной технологии уборки льнадолгунца.

Практическая значимость и реализация результатов. Использование результатов исследований по оптимизации технолого-технической базы уборочного цикла агротехнологий льноводства в практической деятельности предприятий сельскохозяйственного производства позволяет решать две главные задачи:

- применить эффективные методы производства продукции льноводства, управляя продукционным процессом получения, прежде всего, льноволокна с повышенными показателями качества, урожайности и эффективно используя производственные и ландшафтные ресурсы;

- обеспечить техническую модернизацию льноводства на базе машин отечественного производства, которые по технологическим, эксплуатационным и ценовым индикаторам превосходят зарубежные аналоги или не уступают им, имея в виду, что по результатам исследований сформирован машиностроительный комплекс, по объемам производства уборочных машин, удовлетворяющий потребности отечественных товаропроизводителей.

Разработанная на основании результатов исследований базовая технология производства льнопродукции включена в Федеральный технологический регистр производства продукции растениеводства, утверждена Минсельхозом России и президиумом Россельхозакадемии (постановление от 05.12.1996 г. №11-9/12) и рекомендована для применения в сельском хозяйстве страны. Основные положения настоящего исследования использованы при разработке Целевой отраслевой программы «Развитие льняного комплекса России на 2008-2010 годы», утвержденной Минсельхозом России 16.06.2008 г., а также «Концепции обеспечения предприятий льняного комплекса техникой и технологическим оборудованием по выращиванию, уборке льна и его глубокой переработке на 2008-2012 годы и на период до 2020 года», утвержденной заместителем Министра сельского хозяйства РФ Алейником С.Н. 01.10. 2008 г.

Машиностроительными предприятиями ООО «Производство Сельмаш» (г. Бежецк), ОАО «Тверьсельмаш» и опытным производством ГНУ ВНИПТИМЛ Россельхозакадемии произведено и реализовано 34245 льноуборочных машин, из них 34065 льнокомбайнов ЛКВ-4А и ЛК-4А с трехгранными делителями и модернизированными теребильными секциями, включая 153 льнокомбайна ЛК-4А с плющильными аппаратами АП-1 и АП-1А; 10 льнокомбайнов «Русич»; 17 льнокомбайнов ЛК-4Б; 6 льнокомбайнов ЛК-4В «Русь»; 51 льнокомбайн ЛК-4Д; 22 льнокомбайна КЛП-1,5; 35 льнокомбайнов ГЛК-1,5; 5 льнотеребилок ТЛ-1,9; 16 подборщиков-очесывателей лент льна ПОЛ-1,5; 15 самоходных подборщиков-оборачивателей лент льна ОЛС-01; 2830 льнокомбайнов ЛКВ-4А, ЛК-4А, ЛК-4Д и ГЛК-1,5, а также льнотеребилка ТЛ-1,9, подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5 и три самоходных подборщика-оборачивателя ОЛС-01 поставлены на экспорт.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены: на Ученых советах ВНИИЛ (1980-1989 гг.), ЦНИПТИМЛ (1990гг.), ВНИПТИМЛ (1999-2009 гг.); заседаниях Бюро Отделения механизации, электрификации и автоматизации сельского хозяйства Россельхозакадемии (2008, 2009 гг., г. Москва); Международных научно-практических конференциях и симпозиумах: «Лен – на пороге XXI века» (2000 г.), «Вступление России в ВТО. Повышение экономической эффективности льноперерабатывающего комплекса» (2006 г.), «Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России» (2007 г.), «Наука, сельское хозяйство и промышленность – пути развития и ожидаемые результаты» (2008 г.), «Повышение конкурентоспособности льняного комплекса России в современных условиях» (2009 г.), г. Вологда, «Машинные технологии и новая сельскохозяйственная техника для условий Евро-Северо-Востока России» (2000 г., г. Киров), «Машинные технологии и техника для производства льна, хлопчатника, овощей и продукции садоводства» (2001 г., г. Москва), «Технологическое и техническое обеспечение производства продукции растениеводства и животноводства» (2002 г.), «Механизация уборки, послеуборочной обработки и хранения льна» (2003 г.), «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве»

(2005 г.), «Инновации в области земледельческой механики» (2008 г.), г. Москва, «Проблемы повышения технологического качества льна-долгунца» (2004 г., г. Торжок), «Интенсификация машинных технологий производства и переработки льнопродукции» (2004 г., г. Тверь), «Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве» (2007 г.), «Сельскохозяйственная механика. Век XXI» (2008 г., г. Минск, Беларусь), «Инновационные технологии в АПК» (2009г., г. Луцк, Украина), «Производство для рынка» (1996 г., г. Руан, Франция), «Натуральные волокна – сегодня и завтра» (2000 г., г. Познань), «Экологические аспекты механизации растениеводства» (2005г., г. Варшава), Польша, «Материалы из возобновляемых ресурсов (2007 г., г. Эрфурт, Германия).

Результаты работы демонстрировались на Всероссийских выставках-ярмарках «Российский лен» (1999-2009 гг., г. Вологда), Российских агропромышленных выставках «Золотая осень» (1998-2009 гг., ВВЦ, г. Москва), Всероссийском научнопрактическом семинаре «Оснащение сельхозпредприятий льносеющих регионов современной льноуборочной и льноперерабатывающей техникой (2005 г., г. Тверь), «Белагро-2008» (г. Минск, Беларусь).

На агропромышленных выставках «Золотая осень» разработки отмечены двумя Бронзовыми медалями и Дипломами III степени (2000 и 2003 гг.), двумя Золотыми медалями и Дипломами I степени (2003 г.); тремя Золотыми медалями (2007 и гг.); на дне «Российского поля – 2008» Дипломом Гран-при.

Монография «Организационно-экономические аспекты технологизации льняного комплекса» признана лучшей научной разработкой Тверской области и отмечена «Почетным Дипломом» (2006 г.).

Две работы по теме диссертации признаны лучшими завершенными научными разработками года и награждены Дипломами Президиума Россельхозакадемии (2001 и 2007 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 128 научных работ, в т.ч. две книги, два учебных пособия для ВУЗов, три монографии, четыре брошюры, включающие одно методическое указание, две рекомендации, одну концепцию; 117 статей в отечественных и зарубежных изданиях, из них 47 в изданиях по перечню ВАК РФ, 45 статей без соавторства. По результатам исследований получено 44 авторских свидетельств и патентов на изобретения, три патента на полезные модели.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 499 страницах компьютерного текста, содержит 45 таблиц, 198 рисунков, приложений и состоит из введения, 6 глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, содержащего 348 наименований, в том числе 19 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика состояния и актуальности разработки проблемы, сформулированы научная гипотеза, цель и задачи исследований, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации и реализации результатов исследований.

В первой главе «Состояние проблемы уборки льна-долгунца, цель и задачи исследований» отмечается, что в настоящее время в мировой практике существует три технологии: сноповая, комбайновая и раздельная. Сноповая уборка льна-долгунца сопряжена с большими затратами ручного труда и в настоящее время применяется только в селекции и семеноводстве. Технология комбайновой уборки включает в себя теребление растений с одновременным очесом семенных коробочек и расстилом льносоломы в ленты. Она позволяет уменьшить затраты труда в 1,7-3,4 раза по сравнению со сноповой уборкой и в наименьшей степени зависит от погодных условий. Технология раздельной уборки включает теребление льна, расстил его на поле в ленты, естественную сушку лент льна, их подъем и очес семенных коробочек, расстил очесанных лент льносоломы на льнище. Основной недостаток её заключается в большой зависимости от погодных условий. Затраты труда при комбайновой и раздельной уборке практически одинаковы и равны примерно 70 чел.-ч./га. Все три технологии имеют один общий существенный недостаток - неравномерная вылежка тресты по длине стеблей. В настоящее время в России, Украине, Белоруссии, Чехии, Словакии и КНР основное применение имеет технология комбайновой уборки. Во Франции, Венгрии, Румынии применяется «технология заводского обмолота». Она начала осваиваться и в нашей стране. К недостаткам этой технологии относятся большие потери семян (более 70%) и их низкое качество и др. Таким образом, наиболее перспективными являются технологии комбайновой и раздельной уборки льна-долгунца.

В работе приведен обзор отечественных и зарубежных машин для реализации вышеперечисленных технологий уборки льна, дан анализ их достоинств и недостатков. Отмечается, что в России и за рубежом для уборки льна используются прицепные, навесные и самоходные льноуборочные машины. За рубежом все большее применение получают энергонасыщенные двухрядные самоходные уборочные машины, высокого технического уровня.

Наибольший вклад в проблему формирования современных знаний ведения льноводства и машинно-технологического развития этой отрасли в разные годы внесли: в России – М.И. Шлыков, А.С. Маят, И.В. Крагельский, М.Н. Летошнев, И.М. Махов, П.К. Кондрашук, М.Н. Шрейдер, Н.Н. Быков, Г.А. Хайлис, В.Г. Черников, Л.Ю. Гурвич, И.В. Баранов, В.С. Новоселов, Н.И. Кленин, С.Г. Порфирьев, Л.В. Родионов, Н.Ф. Диденко, М.М. Боярченкова, А.Ф. Еругин, В.И. Сизов, Е.Л. Пашин, А.Н. Зинцов, Н.А. Смирнов, Б.С. Петухов, В.П. Понажев, Б.А. Поздняков, Д.Ф. Оробинский, Р.А. Ростовцев и др.; в Беларуси – П.П. Казакевич, В.Н. Дашков, Ю.Н. Бельдейко, В.Н. Перевозников и др.; в Украине – И.А. Гиренко, Г.А. Хайлис, П.А. Голобородько, Р.Н. Гилязетдинов, В.И. Макаев, А.Ю. Горбовий, О.О. Налобина и др.; в Чехословакии – И. Кршеменак, Б. Ганоушек, К. Бернхард, М. Биндер и др. В диссертации приведен подробный анализ исследований этих и других авторов.

Анализ состояния проблемы уборки и послеуборочной обработки льна показал, что вопросы развития уборочного цикла недостаточно полно отражены в отечественных и зарубежных публикациях. Есть основания сделать вывод о правомерности выбранных направлений модернизации технологий и техники уборочного цикла, об актуальности и целесообразности проведения исследований и перспективности сформулированной научной гипотезы, целей и задач исследований, которые изложены в предыдущем разделе автореферата.

Во второй главе «Физико-механические и технологические свойства льнадолгунца» определены:

- размерные характеристики корней разных сортов льна - большая часть корней имеет длину 0,04…0,085 м; при минимальной высоте теребления растений короткостебельного льна 0,15 м длина корней составляет 26,7…56,7% от длины стеблей в комлевой части; при высоте теребления 0,45 м это отношение равно 8,9…18,9%, что следует учитывать при проектировании и эксплуатации машин с плющильными аппаратами;

- условное напряжение при расплющивании сырых корней равно 5,0…11 МПа, относительная деформация - 0,45…0,50; для сухих корней, соответственно, 6,0… МПа и 0,35…0,40; для стеблей эти показатели в несколько раз меньше; в целях уменьшения энергозатрат и массы плющильных аппаратов усилие плющения и твердость рабочей поверхности вальцов необходимо рассчитывать из условия расплющивания стеблей, а не корней льна;

- общая конусность сырых стеблей льна, исходя из полученных линейных регрессионных моделей, адекватных экспериментальным данным, находится в пределах 1,3710-4…3,9110-3, сухих стеблей - 7,310-5 …3,7210-3; конусность в комлевой части, соответственно, - 1,210-4…8,4510-3 и 1,4610-4…6,4810-3; для машин, работающих на малых толщинах слоя льна, эти величины могут не учитываться, а при формировании крупных снопов, тюков и рулонов конусность даже сухих стеблей должна учитываться;

- изгибающий момент для свежевытеребленных стеблей равен 4,510-3…3,1510- Нм при углах отгиба 6о…10о; максимальные его значения находятся в пределах 1,1110-2…4,9410-2 Нм при углах отгиба - 17о…29о; для сухих стеблей эти показатели равны, соответственно, - 8,910-3…8,2710-2 Нм, 10о…20о, 0,02…0,116 Нм и 30о…43о; для исключения излома стеблей величина угла отгиба должен быть меньше максимально допустимого значения.

- усилия разрыва стеблей льна имеют наибольшее значение в фазе ранней желтой спелости культуры, а наименьшее – в фазе ее бурой спелости; во всех фазах спелости льна наименьшее усилие разрыва – в верхней части стеблей, а наибольшее – в их средней части; во избежание обрыва растений сила воздействия рабочих органов на стебли должна быть меньше разрывного усилия;

- закономерности созревания раннеспелого и позднеспелого сортов льна; влажность стеблей и коробочек по мере созревания льна уменьшается по параболическим кривым;

- естественные потери семян возрастают в конце желтой, и особенно, в фазе полной спелости с 0,12% до 2,5% у раннеспелого сорта и с 0,1% до 1,8% у позднеспелого сорта; у раннеспелых сортов продолжительность наступления фаз спелости меньше, чем у позднеспелых сортов, что необходимо учитывать при организации уборочных работ.

В третьей главе «Модернизация технологий уборки льна-долгунца» отмечается, что технология комбайновой уборки предусматривает достижение высокого уровня выполнения технологических требований, показатели которого приведены в диссертации.

Несмотря на достоинства технологии комбайновой уборки в процессе вылежки льносоломы имеет место неоднородность тресты по ее основным качественным признакам: цвету, прочности и, особенно, по степени вылежки.

При раздельной (двухфазной) уборке треста также получается с неравномерной степенью вылежки по длине стеблей и при ее переработке выход и качество волокна снижаются.

Низкое качество тресты обусловлено различным воздействием рабочих органов льноуборочных машин на отдельные участки стеблей в процессе их теребления и очеса.

Поэтому совершенствование комбайновой уборки направлено на устранение неравномерности вылежки тресты по длине стеблей путем их однократного и многократного плющения в комлевой части.

Существенным недостатком комбайновой уборки является ее высокая энергоемкость в связи с большими затратами энергоресурсов на искусственную сушку сырого льновороха при получении семян.

В современных условиях аграрного производства России, связанных с высокими темпами роста цен на энергоносители и диспаритетом цен на с.-х. продукцию и средства ее производства, применение технологии комбайновой уборки льна в фазе ранней желтой спелости стало экономически неприемлемым. Она стала применяться лишь в фазе желтой или полной спелости, что привело к снижению качества льноволокна, сокращению резерва времени для проведения уборочных работ и смещению их на менее благоприятный по погодным условиям период.

В работе обоснованы пути модернизации технологии комбайновой уборки с целью максимального сохранения урожая и его качества, снижения энергоемкости и обеспечения экологичности, путем повышения технологического уровня льноводства.

Применением плющения стеблей устранена неравномерность вылежки тресты по их длине, что позволило: сократить продолжительность вылежки тресты на 3- суток; повысить ее качество до 1,0 сортономера; увеличить выход длинного волокна на 1,1…2,5 % (абс.) и повысить его качество на 0,3…0,8 номера.

Для снижения энергоемкости комбайновой уборки предложено проводить сепарацию сырого льновороха перед сушкой, а саму уборку сдвигать на более поздние фазы спелости культуры. Применение сепарации сырого вороха наиболее эффективно в фазе ранней желтой спелости льна, когда экономия издержек является максимальной – 2725 руб./га. При уборке в фазе желтой спелости она составляет руб./га, а в полной спелости она снижается до 553 руб./га.

Самое существенное сокращение издержек при переходе к ресурсосберегающим вариантам уборки наблюдается при более высокой урожайности волокна и семян.

Разработана типизированная технология производства льна-долгунца, включающая три типа базовых технологий производства льнопродукции: высокая (А), интенсивная (Б) и нормальная (В). Наиболее эффективной является технология (А), при которой трудозатраты в расчете на тонну волокна уменьшаются в сравнении с технологией (Б) на 46 чел.-ч, а в сравнении с технологией (В) на 93 чел.-ч; затраты энергии снижаются соответственно на 7032 МДж и 12835 МДж.

Базовые технологии производства льна-долгунца включены в «Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства», утвержденный Министерством сельского хозяйства РФ и президиумом Россельхозакадемии от 05.12.1996 г. №11-9/12 и введенный в практику сельскохозяйственного производства.

Установлено, что инновационной основой совершенствования технологии уборки льна-долгунца для повышения ее эффективности, является переход на технологию комбинированной уборки, отвечающую требованиям адаптивности к различным погодным условиям, когда при достижении посевами ранней желтой спелости применяют технологию раздельной уборки, а затем технологию комбайновой уборки по мере достижения культурой конца желтой и полной спелости.

Применение комбинированной уборки экономически оправдано и является перспективным направлением совершенствования технологий в льняном комплексе.

Условием применения этой технологии является возделывание льна хозяйствами в достаточно крупных масштабах.

Наличие противоречий между двумя производственными целями в льноводстве – выработкой высококачественного льноволокна и получения высококачественных семян, имеющее место при комбайновой уборке, предложено устранить применением технологии раздельной уборки в фазе ранней желтой спелости льна и введением дифференциации технологий производства льна в зависимости от хозяйственного назначения посевов. При возделывании льна на волокно применяют загущенные посевы и убирают урожай в конце зеленой – ранней желтой спелости без получения посевных семян; при возделывании на семена применяют разреженные посевы и убирают урожай в полной спелости семян.

Применение дифференцированной технологии позволит:

– существенно улучшить качество волокна за счет сдвига сроков приготовления тресты на более благоприятный период и теребления посевов в более ранние сроки;

– снизить себестоимость тресты и волокна и сделать отечественное льносырье более конкурентоспособным на рынке;

– устранить дефицит посевных семян льна-долгунца, ускорить сортосмену и сортообновление.

Уточнены показатели технологии раздельной уборки, которые получены в производственных условиях льносеющих хозяйств. Установлено, что за счет ранних сроков теребления имеет место ускорение вылежки льносоломы в тресту на 5-10 суток, на 8,0…10 % повышается всхожесть семян, вследствие дозревания семенных коробочек в лентах в естественных условиях, на 1,0…2,97 % (абс.) увеличивается выход длинного волокна, а его качество - на 0,96…1,12 номера выше, чем при технологии комбайновой уборки. В сравнении с комбайновой уборкой расход топлива на сушку льновороха снижается в 2,0…3,0 раза.

Дифференцированная технология возделывания льна на производство волокна и производство посевных семян, а также технология комбинированной уборки предусмотрены разработанной с участием автора «Концепцией обеспечения предприятий льняного комплекса техникой и технологическим оборудованием по выращиванию, уборке льна и его глубокой переработке на 2008-2012 годы и на период до 2020 года», принятой в октябре 2008 г. Министерством сельского хозяйства Российской Федерации.

В четвертой главе «Теоретические исследования механизированных процессов уборки льна-долгунца» приведены разработанные автором математические модели рабочих процессов и методики оптимизации параметров машин для уборки льна, включая:

- подвод растений и их теребление;

- подбор и оборачивание лент льна;

- плющение и транспортирование стеблей;

- очес семенных коробочек и транспортирование льновороха.

По подводу стеблей делителями к теребильным ручьям. Проведен расчет силы воздействия стеблей на стеблеподводы делителя, выполненный с учетом количества подводимых стеблей, сопротивления их повороту и других факторов. Сила рс воздействия стеблей на единицу длины стеблеподвода определяется по формуле (рис. 1):

где - io густота стеблестоя, шт./м ; b и с - координаты точек Mb и Mc на стеблеподводе ВС, м;

угол наклона проекции ВС стеблеподвода к горизонту, град.; 0 половина угла заострения делителя, град.; угол между проекцией b1c1 и осью x, град.; i - угол отклонения следа i–го стебля на горизонтальной плоскости xOy от направления оси y, град.; K1 опытный коэффициент, кгм/с; М - скорость стеблеподвода, м/с; - коэффициент, зависящий от параметров делителя и пути его движения; угол наклона стебля к горизонту, град.; K 2 опытный коэффициент, кг/мс; расстояние от точки O до рассматриваемого элемента, м; Рсц - сила сцепления стеблей в верхушечной части, Н; угол трения стеблей по поверхности стеблеподвода, град.

Рис. 1. Схемы к определению воздействия стеблеподвода делителя на массив стеблей (а) и к расчету количества стеблей, на которое воздействует единица длины стеблеподвода (б) Расчеты, выполненные по (1), показывают, что эта сила тем больше, чем больше i0, м и длина участка (с-b) стеблеподвода ВС и меньше угол наклона.

В работе рассмотрено также влияние параметров делителя на подвод стеблей к теребильному ручью при неравномерном их повороте во время наклона.

При воздействии боковых стеблеподводов на стебли поворот последних в поперечно-вертикальной плоскости происходит со скоростью и ускорением, определяемыми по (2) и (3), графически показанными на рис. 2 и 3.

где A0 м sin / cos ; а =h0 высота начальной точки стеблеподвода над землей, м; t – время, с;

Рис. 2. Зависимость скорости поворота Рис. 3. Зависимость ускорения поворота стебля при его наклоне стеблеподводом при скорости м машины 2 м/с (а) и 4 м/с (б): времени t при скорости м машины 2 м/с 1,5 = 10°, = 30°; 2,6 = 10°, = 45°; 15°, = 45°: = 0° - ; = 8° Наиболее интенсивно скорость и ускорение при повороте стебля изменяются в момент соприкосновения стеблеподвода ВС (рис. 1) со стеблем, когда стебель из неподвижного состояния переходит во вращательное движение (ускоренное вращение). Затем интенсивность изменения этих параметров уменьшается (замедленное вращение), а в средней части стеблеподвода их значения мало меняются.

Сила, с которой стеблеподвод воздействует на стебли, и составляющие силы (упругая, инерционная и сопротивления подпора стеблестоя) меняются по законам, графически изображенным на рис. 4.

Для улучшения скольжения стеблеподвода по стеблям необходимо уменьшать силу Р воздействия его на растения, что при постоянной скорости делителя может быть обеспечено изменением углов и.

Анализом динамических особенностей процесса подвода стеблей стеблеподводами установлено, что для ориентации стеблей делителями целесообразно их импульсное нагружение путем модуляции верхушечной части растений льна.

Для получения источников силовых возмущений процесс должен быть управляемым, а стеблеподводы делителя – иметь переменную кривизну. В этом случае момент встречи стеблей со стеблеподводом сопровождается косым ударом, при котором стебли получают приращение скорости в направлении, определяемом положением стеблеподвода и его геометрической формой, и обуславливается характером сопротивления движению от действия сил трения скольжения и сцепления растений.

При этом сила трения скольжения Fc стеблей по поверхности стеблеподвода определяется по формуле:

стебля о стеблеподвод; EJ – жесткость стебля при изгибе, Нм2; – радиус кривизны изогнутых стеблей, м; l – удаление центра масс верхушечной части стеблей от поверхности их вращения излома стеблей в момент изгиба значения этих сил должны быть скольжении стеблей по стеблеподводу осуществляется их целенаправленное Вогнутая форма профиля стебле- составляющих сил Q, Pи и T от времени t при подвода стимулирует увеличение сил скорости м машины 2 м/с (а) и 4 м/с (б).

тоже время создавать направленный 1,2,3,4 = 10°; 5,6,7,8 = 15°; =8°; = 45° динамический импульс на растения, величина которого обеспечивается варьированием кривизны профиля стеблеподвода.

При выпуклой форме профиля скольжение стеблей по поверхности стеблеподвода носит замедленный характер, и силы инерции верхних масс растений отжимают их от стеблеподвода. Силы инерции достигают своего максимального значения тогда, когда поочередно с периодом замедленного движения стеблей ( Wy 0 ) имеет место период их разгона ( Wy 0 ).

Рациональная форма профиля бокового стеблеподвода ВМС делителя (рис. 5), полученная методом последовательного подбора, исходя из условий реальных требований, должна выполняться из двух последовательно расположенных кривых: гиперболы ВМ ( y a0 a1 / x ) и полинома 4-ой степени: y a0 a1 x a2 x 2 a3 x 3 a4 x 4 с коэффициентами в этих уравнениях, приведенными в работе, и «сшитых» в точке М с координатами: x a a 0,7 м; y b 0,15 м при a = 0,9 м; b = 0,17 м; АВ = 0,05 м.

В результате анализа работы и должен быть вогнутым, а для качестb ского процесса необходимо уменьО поднимаемых и разделяемых стеблей

I II III

на его нижнем участке и увеличивать сопротивление их перемещению на верхнем участке, что достигается Рис. 5. Схемы к обоснованию формы профиля варьированием кривизны его профиля. бокового стеблеподвода делителя: I, II, III – С учетом этого, профиль верхнего участки динамического возмущения стеблей центрального стеблеподвода ДКЕ (рис. 6). должен выполняться из двух последовательно расположенных кривых: логарифмической на участке ДК по (5) и кубического полинома на участке КЕ по (6), «сшитых» в точке К с координатами: x = д" = 0, м; z = e" = 0,23 м;

Рис. 6. Схема к обоснованию формы профиля о рабочую поверхность стеблеподвоверхнего центрального стеблеподвода делителя дов и сокращении пути и времени контакта стеблей с ними. Первый из них обеспечивается путем придания рабочей поверхности стеблеподводов возможно меньшей шероховатости. Второй - достигается выполнением рабочей поверхности стеблеподводов в форме пилообразного профиля, при котором процесс подвода сопровождается вибрацией стеблей, а импульсное воздействие зубьев на них является циклическим.

В диссертации приведены математические модели таких стеблеподводов и математический аппарат для определения амплитуды колебаний стеблей, величины их отклонений и пиковых значений смещения при колебании.

По тереблению льна. 1) Теребильные аппараты с поперечными ручьями. Льнотеребильные аппараты с поперечными ручьями характеризуются тем, что при работе стебли в них последовательно перемещаются в поперечном направлении через теребильные ручьи и направляются к расстилочному устройству, а теребильные шкивы и ведомый выводящий ремень приводятся в движение трением от ведущего ремня, с которым они на определенных участках соприкасаются.

Отличительная особенность таких аппаратов в том, что в каждой их секции имеется один или два теребильных шкива, а их рамы расположены над теребильными шкивами, либо под ними.

Анализом взаимодействия ветви движущегося ведущего ремня с ветвью ведомого ремня через зажатый между ними стебель установлено, что при силе Pi сопротивления движению стебля меньше его максимальной силы трения F1сmax и отсутствии силы сопротивления Р2 движению ведомого ремня (Pi F1сmax, Р2 = 0) стебель и ведомый ремень будут двигаться в направлении движения ведущего ремня.

Если сумма сил Pi и Р2 сопротивления движению стебля и ведомого ремня меньше максимальной силы F1сmax трения ведущего ремня о стебель (Pi +Р2 F1сmax, Р2 0), то развивается сила трения F1с, равная Pi + Р2, и вся эта система движется вместе.

В случае, когда сила Pi сопротивления движению стебля больше максимальной силы F1сmax трения его о ведущий ремень (Pi F1сmax) независимо от значения силы Р2, последний будет двигаться относительно стебля и ведомого ремня со скольжением.

шкиву теребильной секции от ведущего ремня в зонах взаимодействия стеблей с поверхностью обрезиненного шкива образуПлоскость ются дуги упругого скольжения и покоя. На дуге покоя ремень не скользит по стеблям и почвы, расположенных в плоскости ручья, определяется по формуле (рис. 7):

где В – ширина захвата теребильной секции, м;

Р0 – сила теребления единичного стебля, Н;

Sр – длина теребящего участка, м; – показатель щий сопротивление части стеблей выдергиванию ненными ведомыми шкивами в каждой образуется две полусекции – первая и вторая. P01cos1 P0Lcos L резиненных шкивов в первой и второй по- Рис. 7. Схема к определению сил натялусекциях каждой секции во многом такое жения ремня в поперечном ленточноже, как и в секции с одним обрезиненным дисковом ручье: а – вид сзади; б и в – шкивом. Однако из-за небольшой дуги контакта ремня с каждым шкивом длина этой дуги во многих случаях может быть меньше необходимой длины теребящего участка ручья. В этом случае основная часть стеблей вытеребливается в первой полусекции, а во второй полусекции происходит дотеребливание стеблей, невытеребленных в первой полусекции. Установлено, что при прохождении стеблей по всей секции натяжение ведущего ремня увеличивается на величину, определяемую по (8):

где S j 2 – сила натяжения ремня у выхода из второй полусекции, Н; S j 12 – сила натяжения ремня на участке упругого скольжения, Н; МС – момент сил сопротивления вращению шкива, Нм; R – радиус шкива, м.

2) Теребильные аппараты с продольными криволинейными ручьями. Продольные ленточно-роликовые ручьи льнотеребильных аппаратов характеризуются наличием в зоне теребления криволинейных КL, RT и прямолинейного LR участков (рис. 8).

При этом надежный зажим и теребление растений осуществляется на участках КL и RT ручья, а на его участке LR возможно проскальзывание стеблей из-за недостаточности силы сжатия. Поэтому при проектировании и регулировке теребильного аппарата необходимо стремиться к максимально возможному уменьшению участка LR, а расчет длины Sр теребящего участка проводить без его учета. Для расчета длины Sр теребящего участка в Рис. 8. Схемы льнотеребильной секции с продольным криволинейным ленточно-роликовым ручьем (а) и схема уменьшается с увеличением к расчету длины теребящего участка в таком ручье (б), кхz и p. Заштрихованная режимах работы теребильного аппарата. При уборке полеглого льна длина Sр теребящего участка должна быть больше, чем при работе аппарата на прямостоящем льне.

Рис. 9. Зависимость необходимой длины Sp теребящего участка в криволинейном ручье от показателя кинематического режима работы аппарата для стеблей, корни которых удалены от продольно-вертикальной плоскости ручья на 0,19 м – (а); 0 м – (б) и -0,19 м – (в); 1-4 - Р = 30, 40, 50 и В продольном криволинейном ручье давление по длине распределяется неравномерно, что обусловлено конструктивными особенностями теребильной секции.

Дополнительное давление на входе стеблей в него образуется при прижатии натяжного ролика 5 к теребильному шкиву 6 (рис. 8). Рассмотрены закономерности образования давления на слой при входе стеблей в ручей. Получены зависимости для определения сил натяжений ветвей ремней от их удлинения. Разработано устройство, позволяющее устранить дополнительное давление на входе стеблей в ручей, путем изменения длины регулируемого упора 7 рычага 8.

Исследовано влияние кривизны продольного ручья на изменение силы натяжения теребильных ремней и давления в нем, значения которых определяются параметрами и положениями теребильного шкива 5 и нажимного ролика 10 (рис. 8). С увеличением кривизны ручья возрастает сила натяжения внешнего ремня на его участках KL и RT, что приводит к увеличению давления в нем. По полученным аналитическим зависимостям проведены расчеты параметров теребильной секции с таким ручьем, графически представленные на рис. 10.

Рис. 10. Зависимости угла обхвата нажимного ролика и длины участка LR (а), длины Lp и удлинения Lp (б) и давления q в зоне RТ (в) ручья от удлинения l звена l:

в) кp=2,8 кН/%; кp=4,4 кН/% (кp – коэффициент пропорциональности); - область отсутствия повреждений стеблей. 1 – L3 = 0,35 м; 2 – L3 = 0,37 м; 3 – L3 = 0,39 м Во избежание повреждений стеблей, влияющих на выход длинного волокна, необходимо производить допустимое удлинение ремней 3 и 4, рассчитываемое по полученным аналитическим и графическим зависимостям, достигаемое длиной l звена 9 отклоняющего ролик 10 (рис. 8); удлинение звена l не должно превышать 0,01 м.

Предложен аналитический метод расчета конструктивных параметров теребильной секции с продольным криволинейным ручьем. По полученным зависимостям проведены расчеты и получены параметры такой секции для комбайнов ЛК-4А, ЛК-4В «Русь» и ЛК-4Д.

Разработан усовершенствованный теребильный аппарат с продольными ленточно-дисковыми ручьями и прерывистым зажимом стеблей по ширине теребильного ремня, обеспечивающий более надежный их зажим в ручье, и предложен метод расчета его параметров.

По подбирающе-оборачивающим аппаратам. Получены условия равновесия неочесанных и очесанных растений льна для наиболее неблагоприятного случая – подбора их аппаратом с двумя рядами пальцев, обеспечивающие устойчивое выполнение технологического процесса подбора ленты.

В работе обоснованы параметры и режимы барабанного подбирающего аппарата (ПА) (рис. 11). Качество подбора ленты льна этим аппаратом зависит в основном от силы Рсц сцепления стеблей в ленте, скорости м машины и пальцев П, их количества z и расположения на барабане.

Угол П между смежными пальцами в каждом ряду на барабане определяется по формуле (10):

Рис. 11. Схема к определению расстояния между пальцами на пальцев в каждом ряду на барабане и длины sП барабане ПА: 1-барабан; 2-пальцы;

3-ремень; 4-лента стеблей м (1); 0,25 м (2); 0,35 м (3). z- при іо= 750 (—) и 1500 (----) стебс-1 и скорости лей на 1 м ; sП – при і0=750 (····) и 1500 (··) стеблей на 1 м Разработаны перспективные ПА: а) с круговым движением пальцев и направляющим кожухом переменной кривизны и б) с круговым движением криволинейных пальцев безударного воздействия на подбираемый материал.

Исследованы процессы подбора стеблей этими аппаратами и разработаны методики расчета их основных параметров и режимов работы.

Для повышения эффективности работы подбирающе-оборачивающих устройств путем уменьшения энергозатрат на выполнение технологического процесса, проведен расчет силы, необходимой для преодоления сопротивлений при повороте неочесанной ленты льна, выполненный с учетом сопротивления воздуха ее повороту, а также действия силы тяжести растений. Для уменьшения энергозатрат необходимо оборачивать ленту при возможно меньшей скорости ремня и на возможно большей длине участка ее оборачивания.

Применение технологического процесса подбора ленты неочесанного льна с одновременным ее оборачиванием до очеса семенных коробочек исключает забрасывание камней пальцами на подбираемую ленту и предотвращает технологические и технические отказы при работе подборщиков-очесывателей.

По плющильно-транспортирующим аппаратам. В работе рассмотрены технологические процессы взаимодействия вальцовых плющильных аппаратов цилиндрической (с равными и различными диаметрами), конической, фигурных форм с позиций качества плющения растений льна, затрат энергии, стабильности транспортирования массы. Наиболее эффективны фигурные плющильно-транспортирующие вальцы, так как при одной и той же конструктивной длине они имеют бльшую рабочую длину, а процесс плющения сопровождается не правлении, но и их смещением в осевом направлении.

Однако конструктивно цилиндрические аппараты наи- O более полно удовлетворяют технологическим требова- Для надежного захвата стеблей расчетное значение A hрасч толщины h принято равным клhmax, где кл – коэффи- B циент, учитывающий неравномерность ленты по тол- F rco – радиус поперечного сечения стебля, соответствующий iomax – максимальному количеству растений на 1 м2 поля. Угол с учетом неравенства можно считать Рис. 13. Схема двухвальцодостаточным для надежного захвата стеблей, если вого плющильного аппараmin, где - коэффициент, равный 0,90-0,95, а min та и силы, действующие на минимальное значение угла трения. В результате по- слой АВ стеблей: 1, 2 – лучена формула для определения диаметра вальцов:

где Вmax – максимальная ширина захвата теребильной секции, м; iпmax – максимальное значение количества iп стеблей на единице длины ленты: iпmax=ВmaxiomaxJмmax/пmin, шт./м; J – количество теребильных секций, шт.; мmax– максимальная скорость машины, м/с; пmin – минимальная скорость подачи ленты стеблей, м/с; роmin – коэффициент заполнения сечения стеблей в слое льна в свободном состоянии, равный 0,15…0,2.

Для ленты стеблей, сформированной из четырех теребильных секций, диаметр Dв вальцов должен находиться в пределах от 0,14 до 0,26 м. Длину вальцов в льнокомбайнах принимают конструктивно от 0,34 м до 0,52 м. Для конических вальцов по (12) определяется их наименьший диаметр. Показано, что применение плющильно-транспортирующих вальцов разного диаметра нецелесообразно.

Предложена методика графоаналитического и аналитического определения жесткости нажимных пружин для плющильных вальцов, выполнен анализ влияния угла их установки по отношению к направлению поступления ленты стеблей, исследованы процессы плющения лент льна различной толщины, однократного и многократного их плющения, а также транспортирования стеблей вальцовыми аппаратами с учетом массы стеблей. В льнокомбайнах КЛП-1,5 и ГЛК-1,5, имеющих по три вальцовых плющильно-транспортирующих аппарата, скорость вальцов рекомендована и принята равной 3,2 м/с, а расстояние между вальцовыми парами - 0,38 м. При таких параметрах обеспечивается устойчивое транспортирование стеблей в пространстве между вальцовыми парами. Получена зависимость для расчета мощности, потребной для плющильного аппарата с одним ведущим и одним ведомым вальцами, в которой дополнительно учитывается энергия на затягивание стеблей в плющильное пространство и момент, необходимый для преодоления трения в опорах вальцов.

По зажимным транспортерам и очесывающе-транспортирующим аппаратам. Проведен расчет сил натяжения ремней и мощности, потребной на привод зажимного транспортера с учетом изгиба ремней и потерь на трение в опорах шкивов и роликов, а также их дополнительного натяжения при пропуске стеблей.

Силы натяжения ведущей S1В и ведомой S OВ ветвей верхнего ремня (рис. 14) рассчитываются по формулам:

где – В1 1 / 1 1 кТИ ОВ 1 к И ; S НВ – сила начального натяжения верхнего ремня при незаполненном стеблями ручье транспортера, Н; S ДВ – силы дополнительного натяжения верхнего ремня при пропуске стеблей через ручей транспортера, Н; кТИ – коэффициент, учитывающий потери на трение в роликовой опоре и изгиб ремня, кТИ = 0,02…0,03; кИ – коэффициент, учитывающий величину угла обхвата шкива или ролика, кИ =0,002…0,015; nОВ– количество роликов и шкивов в рассматриваемой зоне, шт.; n - общее количество роликов на ведущих ветвях верхнего и нижнего ремней в зоне транспортирования стеблей, шт.; С1 – коэффициент, зависящий от равнодействующей силы отрыва семенных коробочек со стеблей и коэффициента к И.

Силы натяжения ведущей и ведомой ветвей нижнего ремня рассчитываются аналогично.

С увеличением количества изгибов ремней и потерь на трение в опорах шкивов и роликов, а также трения качения роликов по поверхностям ремней, силы их натяжения возрастают.

Мощность NT, потребная на привод зажимного транспортера, равная мощности, требуемой для работы двух ременных передач, определяется по (15):

где T – скорость ремней зажимного транспортера, м/с; S НН – сила начального натяжения нижнего ремня при незаполненном стеблями ручье транспортера, Н; S ДН – силы натяжения нижнего ремня при пропуске стеблей через ручей транспортера, Н; С 2 – коэффициент, зависящий от равнодействующей силы отрыва семенных коробочек со стеблей и коэффициента к И.

С увеличением T и сил положением ведущих шкиE вов в нем. При установке ведущих шкивов у входа в Рис. 14. Схемы зажимного транспортера с зигзагообразтранспортер силы натяже- ным ленточно-роликовым ручьем: 1, 2 и 5, 6 – ведущие и ния ремней перераспреде- натяжные шкивы; 3, 4 – ремни; 7 – опорные ролики;

ляются по участкам: не- 8 – пружины; 12 – стебли9, 10 – отклоняющие ролики;

сколько снижаются на одних и незначительно возрастают на других (таблица).

Значения сил натяжения ремней при разном расположении ведущих шкивов в Место расположения ве- Сила натяжения ветвей ремня (кН) на его участках:

шению к транспортеру В связи с незначительными изменениями сил натяжения ремней в зоне транспортирования и очеса стеблей, установка ведущих шкивов со стороны входа в зажимной транспортер не влияет на распределение давления в ручье. Для упрощения конструкции и улучшения обслуживания рабочих органов уборочной машины размещение ведущих шкивов со стороны поступления растений в зажимной транспортер является наиболее целесообразным.

Для льноуборочных машин наиболее предпочтительны компактные и сравнительно простые в конструктивном отношении однобарабанные очесывающие аппараты с круговым поступательным движением гребней (рис. 15). Такие аппараты хорошо очесывают семенные коробочки льна-долгунца. Минимальный радиус rбmin очесывающего барабана рассчитывается по (16):

где к – коэффициент безопасности конструкции, равный 1,4…2,0; rвб – радиус вала барабана, м;

– угол отклонения гребня от вертикальной плоскости, град.; B ЗК – зона расположения семенных коробочек в ленте, м.

Рис. 15. Схема однобарабанного очесыинерции звеньев вызывает изгиб деталей вающе-транспортирующего аппарата льнокомбайна: 1 – зажимной транспорпотери на трение в подшипниках и напрятер; 2 – растения льна-долгунца; 3 – грежений в деталях механизма. Поэтому небень с зубьями; 4 – барабан; 5 – поддон;

Метод демпфирования ударного взаимодействия шатуна с направляющим диском барабана в значительной степени гасит импульс реактивных сил, но не изменяет характера динамики системы. Установлено, что уменьшение закручивания вала барабана на переходных режимах работы и разгрузки системы (конструкции) от действия возмущающего импульсно действующего момента, достигается введением в механическую систему диссипативного элемента и установкой приводного элемента на валу со стороны направляющего диска, на минимально возможном от него расстоянии.

При работе очесывающего барабана с круговым поступательным движением гребней путь s перемещения зуба относительно слоя стеблей при очесе рассчитывается по формуле (17):

где 0 - угол отклонения радиуса О1А от горизонтали, град; - угловая скорость барабана, с-1.

Установлено, что наибольшие по величине значения скоростей OT очеса имеют место в середине зоны расположения семенных коробочек на стеблях в слое льна, а наибольшие значения скорости пронизывания слоя стеблей – в начале и в конце зоны очеса. Полная скорость OT очеса стеблей определяется зависимостью (18):

При взаимодействии щитка 8 гребня 3 (рис. 15) с продуктами очеса осуществляется их подъем и сбрасывание в сторону транспортера вороха. Захват продуктов очеса щитком и их подъем происходит, когда щиток находится в той нижней части камеры очеса, где зубья заканчивают очес растений льна. При этом продукты очеса сначала поднимаются без отрыва от поверхности щитка, а затем под действием переносной силы инерции они отрываются от него для полета на транспортер вороха.

Составлены дифференциальные уравнения движения продуктов очеса и получены зависимости для определения положений щитка, при которых происходит их подъем и отрыв от него, графически представленные на рис. 16 и 17.

Рис. 16. Зависимость угла 1 скольжения Рис. 17. Зависимость угла 2 отрыва продукта очеса по щитку от угловой ско- продукта очеса с поверхности щитка от рости барабана. Т – угол трения про- угловой скорости барабана С ростом rб, и т угол 1 скольжения продукта очеса по щитку возрастает.

Угол 2 отрыва продуктов очеса от щитка с ростом rб и уменьшается.

В серийных очесывающе-транспортирующих аппаратах rб = 0,3 м, =26,8 с-1.

При этих параметрах угол 1 будет составлять 89,58°…89,26°, а угол 2 – 2,73°.

Для предотвращения соскальзывания продуктов очеса с поверхности щитка при их подъеме на его наружном конце необходимо предусмотреть выступ, высотой 0,005…0,01 м.

Получено аналитическое выражение для расчета мощности N б, потребной на привод очесывающе-транспортирующего барабана с учетом ударного воздействия зубьев гребней на ленту льна, включая затраты энергии на преодоление сопротивлений из-за отгиба стеблей, их сжатия, трения между ними, отрыва семенных коробочек, устранения перекосов стеблей и их сплетения и на сообщение кинетической энергии продуктам очеса, которая представлена в виде:

где МТ – крутящий момент на валу барабана, Нм; с – опытный коэффициент, равный 0,014…0, кгм2; – коэффициент, показывающий, какая часть стебля отрывается при очесе, равный 0,25…0,35; А0 – работа, затрачиваемая на отрыв одной семенной коробочки от стебля, Дж;

Г – количество семенных коробочек на стебле, шт.

Установлено, что с увеличением М, i0, и Г возрастает и мощность N б на привод барабана.

В пятой главе «Экспериментальные исследования процессов и рабочих органов машин для уборки льна-долгунца» получены закономерности изменения показателей качества работы теребильного аппарата от формы профиля стеблеподводов Рис. 18. Схема одноярусного трехгранного делителя для полевых исследований по определению силы обеспечивает уменьшение растявоздействия стеблей на боковые стеблеподводы с нутости стеблей в ленте на Рис. 19. Схема одноярусного трехгранного делителя с верхним центральным стеблеподводом 3 кри- и повреждениям стеблей – волинейной и прямолинейной (показан пункти- 0,3…0,7 %. Таким образом, для ром) формой и тензобалкой 5 с тензодатчиком 6 уменьшения энергозатрат и улучшения показателей качества работы уборочных машин, применение делителей со стеблеподводами переменной кривизны оправдано.

Разделение верхушечной части растений при уборке льна теребильными аппаратами с поперечными ручьями и рамой, расположенной над шкивами, значительно увеличивает потери семян в сравнении с аппаратом, у которого рама расположена за шкивами. В зависимости от скорости агрегата, урожайности, фазы спелости и состояния стеблестоя льна это увеличение потерь семян изменяется от 1,12 % до 2, %. Поэтому теребление должно осуществляться без разделения верхушечной части растений.

Исследованы закономерности изменения показателей качества работы теребильного аппарата, с улучшенным прерывистым зажимом стеблей по ширине теребильного ремня, от скорости агрегата; графически показанные на рис. 20.

стеблей имеет вариант за- dЛ, дальных выступа на внутренней поверхности, расположенных посредине обре- зиненных ободьев дисков применения в льнотереРис. 20. Зависимости чистоты ат теребления, потерь вс бильных аппаратах. семян, растянутости сл ленты и повреждений dл стеблей Характер эксперимен- от скорости м агрегата ( = м /р – показатель скоросттальных эпюр давлений по- ного режима); 1, 2, 3 – для устройств, используемых в казал, что давление по дли- эксперименте. ( чистота теребления; повреждения не криволинейного ручья распределяется неравномерно.

Установлено, что наличие пикового дополнительного давления (свыше допускаемых 200 кПа) на входе в теребильный ручей оказывает отрицательное влияние на выход и качество длинного волокна. С увеличением такого давления количество расплющенных и поврежденных стеблей увеличивается, а выход и качество длинного волокна снижается. Для устранения этого явления, экспериментально установлена необходимость теребления льна на возможно большей скорости агрегата при дополнительном давлении на входе в теребильные ручьи, близким к нулю. Это можно обеспечить за счет применения разработанного специального устройства, реализованного в конструкциях уборочных машин, которое для повышения выхода и качества длинного волокна поддерживает давление в ручье менее 200 кПа.

Экспериментально подтверждены выводы теоретических исследований о том, что увеличение количества пальцев в ряду на барабане приводит к улучшению показателей качества его работы: чистота подбора повышается, а потери семян, растянутость ленты и разрывы в ней снижаются по экспоненциальным кривым (рис. 21).

чп, вс, Рис. 21. Зависимость чистоты подбора чп (%), по- - 0,2 м; длина пальца - 0,35 м;

терь семян вс (%), увеличения растянутости сл (%) и разрывов lр (%) ленты от количества пальцев z в ряду на барабане (м = 2,8 м/с; =1,0). Ленты льна:

неочесанная; очесанная. 1 – iПМ1 = 1140 ст./п.м; пальцев в ряду на барабане - режима – 0,7-0,8; рабочие скорости 1,5-3,0 м/с.

С увеличением продолжительности дозревания растений в лентах без их оборачивания при раздельной уборке льна потери семян возрастают по параболическим регрессионным моделям, а с оборачиванием лент – по экспоненциальным. При этом выявлено, что в первые 7-8 дней нахождения растений в ленте потери семян, как без оборачивания, так и с ее оборачиванием мало отличаются и не превышают 2%. Растянутость стеблей в ленте увеличивается весьма незначительно. Это позволяет рекомендовать к применению оборачивание ленты стеблей с неочесанными семенными коробочками в подборщиках-очесывателях лент льна.

Регрессионным анализом опытных данных с применением итерационного алгоритма минимизации наискорейшего спуска получена многопараметрическая регрессионная модель в виде полинома второй степени средних значений толщины слоя h стеблей между плющильными вальцами в кодированных факторах, действительная для условий эксперимента (силе Р воздействия пружин на опоры плющильных вальцов 0,5…5,5 кН; густоте i0 стеблестоя 896…1604 шт/м2; скорости м агрегата 1,5…3,7 м/с):

h0 = 0,008848 - 0,003493 Х1 + 0,003507 Х2 + 0,004933 Х3 - 0,001571 Х1 Х2 - 0,002179 Х1 Х3 + + 0,001946 Х2 Х3 - 0,001321 Х1 Х2 Х3 + 0,001902 Х12 + 0,001402 Х22 + 0,000402 Х32, где Х1 – сила сжатия пружин; Х2 – густота стеблестоя; Х3 – скорость агрегата.

Таким образом, толщина слоя h0 стеблей между вальцами плющильного аппарата в функции факторов Р, i0 и м изменяется в пределах от 0,004 м до 0,0325 м. По полученному уравнению регрессии множественной связи эти значения h0 составляют 0,00458-0,0312 м, что говорит о хорошем совпадении опытных и расчетных значений h0.

Установлена рациональная форма вальцов в виде цилиндрической гладкой обрезиненной рабочей поверхности, которые проще в изготовлении, вызывают меньше конструктивных сложностей при создании и эксплуатации аппаратов и обеспечивают приемлемые технологические показатели. Применение же конических обрезиненных вальцов целесообразно в конструкциях плющильных аппаратов, в которых наряду с плющением ленты стеблей требуется ее одновременный поворот на расстилочное устройство.

Однократное плющение комлевой части ленты стеблей не всегда обеспечивает максимальный выход и качество длинного волокна, а также сокращение сроков вылежки льнотресты. Для достижения более высокого выхода длинного волокна и его качества, а также сокращения сроков вылежки льнотресты целесообразно применение 3-4-х кратного плющения комлевой части ленты стеблей.

Четырехкратное плющение комлевой части ленты стеблей с суммарной силой сжатия 16 кН пружин на опоры вальцов, в сравнении с контрольным вариантом без ее плющения, обеспечивает сокращение срока вылежки тресты от 3-х до 10-ти суток при 1506 ст./п.м ленты, а на ленте с 3012 ст./п.м сокращение срока ее вылежки составило три-пять суток. Увеличение толщины даже проплющенной ленты стеблей приводит к удлинению срока вылежки тресты.

С ростом суммарной силы сжатия пружин на обеих лентах, в сравнении с контрольными вариантами, номер и выход проценто-номера длинного волокна возрастают. Приготовление тресты с нормой расстила до 3012 ст./п.м не снижает качество и выход длинного волокна.

Установлено, что изменение скорости агрегата с 1,52 до 3,72 м/с на выход и качество длинного волокна не влияет. Основное влияние на эти показатели оказывает сила сжатия пружин на опоры вальцов, при увеличении которой качество тресты и длинного волокна повышается.

Для повышения производительности льноуборочного агрегата его рабочая скорость должна быть по возможности бльшей. Сила же сжатия пружин, воздействующих на опоры вальцов, в зависимости от урожайности и фазы спелости культуры должна быть в пределах 3,0-5,0 кН.

Определены значения мощности Nп, потребной на привод двухвальцового плющильно-транспортирующего аппарата от факторов Р, i0 и м. При Р = 1,0-5,0 кН;

i0 = 896-1604 шт./м2, м = 1,4-3,5 м/с мощность Nп изменяется в пределах 0,23-2, кВт. Отличие этих значений от теоретических не превышает ±6,0 %.

Исследование зажимных транспортеров и очесывающе-транспортирующих аппаратов позволило установить, что при зажиме стеблей ведомыми ветвями ремней зажимного транспортера повреждения стеблей, влияющие на выход и качество длинного волокна, уменьшаются, а выход и номер такого волокна – увеличиваются.

На основном режиме работы транспортера, при уборке прямостоящего льна комбайном, в зависимости от урожайности культуры сила сжатия пружин кареток должна составлять 450-550 Н, которая обеспечивает надежное удержание стеблей в зажиме при очесе семенных коробочек.

На полеглом льне, в зависимости от степени полегания и спутанности стеблей, сила сжатия пружин увеличивается до 750-850 Н, даже в ущерб показателям выхода и качества длинного волокна.

Получены закономерности изменения мощности, потребной на привод зажимного транспортера с волнообразным ленточно-роликовым ручьем, от толщины слоя стеблей в его ручье и силы сжатия пружин нажимных кареток. На основных агрофонах работы льнокомбайнов при толщине слоя в ручье зажимного транспортера 0,004…0,007 м, силе сжатия пружин нажимных кареток 400-600 Н мощность, потребная на привод зажимного транспортера, составляет 1,3…1,8 кВт. При уборке полеглого льна и силе сжатия пружин 750-850 Н она возрастает до 1,9…2,2 кВт.

Получены экспериментальным путем поля скоростей воздушного потока на выходе вороха из камеры очеса для трех конструкций очесывающе-транспортирующих барабанов. По ширине окна воздушный поток равномерен, а по его высоте наибольшая скорость воздуха в верхней части, наименьшая – в нижней. С увеличением частоты вращения барабанов она возрастает линейно.

При частоте вращения барабана 284 мин-1 средняя скорость воздушного потока в выходном окне камеры очеса у трехгребневого барабана составляет 4,49 м/с, у четырехгребневого 5,1 м/с, а трехгребневого с основными и дополнительными лопастями и щитками она равна 5,87 м/с, или в 1,15 раза выше, чем у четырехгребневого барабана, что способствует более эффективному выводу вороха из камеры очеса.

При примерно одинаковой чистоте очеса у трехгребневых барабанов наблюдаются значительно меньшие отход стеблей в путанину и повреждения стеблей, влияющие на выход длинного волокна. Потери семян выносом лентой из камеры очеса наименьшие у трехгребневого барабана с основными и дополнительными лопастями и щитками. Основные показатели качества работы комбайнового агрегата с таким барабаном при уборке прямостоящего льна соответствуют исходным требованиям на скоростях до 3,3 м/с, а полеглого (2,5 балла) – до 2,6 м/с, при частоте вращения барабана 284 мин-1.

Получены регрессионные модели изменения чистоты очеса, отхода стеблей в путанину, повреждений стеблей, влияющих на выход длинного волокна, потерь семян, выносом из камеры очеса лентой стеблей и содержания путанины в ворохе от частоты вращения барабана и скорости агрегата, при работе льнокомбайна с трехгребневым, с основными и дополнительными лопастями и щитками, очесывающетранспортирующим барабаном, на прямостоящем и слегка полеглом льне. Экспериментально установлено, что эксплуатационно-технологические показатели работы агрегата на скоростях до 3,3 м/с и частоте вращения барабана 284 мин-1 соответствуют исходным требованиям на льнокомбайн с новым очесывающетранспортирующим барабаном.

Технологическая оценка льнотресты в опытах с очесывающе - транспортирующими барабанами подтвердила теоретические предпосылки и опытные данные о том, что применение трехгребневых очесывающе - транспортирующих барабанов на льнокомбайнах в сравнении с четырехгребневыми более эффективно. Выход длинного волокна увеличивается на 1,37-1,44 %, а его номер на 0,16-0,33 ед.

Скорость агрегата и частота вращения барабана оказывают влияние на выход и качество длинного волокна; лучший результат по этим показателям получен при скорости агрегата 2,2 м/с и частоте вращения барабана 284 мин-1.

Получены двухфакторные регрессионные модели изменения мощности, потребной на привод разных по конструкции очесывающе-транспортирующих барабанов, от скорости агрегата и частоты их вращения:

трехгребневого, с основными лопастями и щитками четырехгребневого, с основными лопастями и щитками трехгребневого, с основными и дополнительными лопастями и щитками где Х1 и Х2 – кодированные значения скорости агрегата и частоты вращения барабана.

Наибольшее влияние на потребную мощность оказывает частота вращения барабана, а затем скорость агрегата.

Мощность, потребная на привод трехгребневого очесывающе - транспортирующего барабана, с основными и дополнительными лопастями и щитками, в 1,13...1, раза меньше, чем у четырехгребневого барабана, с основными лопастями и щитками.

При уборке прямостоящего льна с урожайностью льносоломы 2,69 т/га, скорости агрегата 1,5...3,4 м/с, частоте вращения барабана 252...316 мин-1, эта мощность составляет 1,94...3,74 кВт.

В шестой главе «Результаты производственных испытаний и экономическая эффективность разработанных технологических процессов уборки льна-долгунца»

изложены результаты государственных испытаний и производственной проверки модернизированных и новых технических средств с примененными в них разработанными технологическими процессами (18 наименований) для технологии комбинированной уборки льна-долгунца. Из них 10 наименований машин для комбайновой уборки, включающих модернизированный льнокомбайн ЛК-4А и новые льнокомбайны ЛК-4Б, ЛК-4В «Русь», ЛК-4Д, «Русич», КЛП-1,5, ГЛК-1,5 и самоходный двухрядный льнокомбайн. Для технологии раздельной уборки 5 наименований машин: льнотеребилки ТЛ-1,9 и ЛТС-1,65, а также макетный образец самоходной двухрядной льнотеребилки; подборщики очесыватели лент льна ПОЛ-1,5 и ПОЛС-01. Кроме того, для комбинированной уборки льна-долгунца изготовлены и проверены в полевых условиях макетные образцы перспективных самоходных двухрядных универсальных льноуборочных агрегатов, а также опытный образец самоходного однорядного подборщика-оборачивателя лент льна ОЛС-01.

На основе выполненных разработок и результатов государственных испытаний и производственной проверки машин организовано их производство на предприятиях сельхозмашиностроения: ООО «Производство Сельмаш» (г. Бежецк), ОАО «Тверьсельмаш» и на опытном производстве ГНУ ВНИПТИМЛ (г. Тверь) и реализовано 34245 льноуборочных машин, из них 34065 льнокомбайнов ЛКВ-4А и ЛК-4А, включая 153 льнокомбайна ЛК-4А с плющильными аппаратами АП-1 и АП-1А; 10 льнокомбайнов «Русич»; 17 льнокомбайнов ЛК-4Б; 6 льнокомбайнов ЛК-4В «Русь»; 51 льнокомбайн ЛК-4Д; 22 льнокомбайна КЛП-1,5; 35 льнокомбайнов ГЛК-1,5; 5 льнотеребилок ТЛ-1,9; 16 подборщиков-очесывателей лент льна ПОЛ-1,5; 15 самоходных подборщиков-оборачивателей лент льна ОЛС-01; льнокомбайнов ЛКВ-4А, ЛК-4А, ЛК-4Д и ГЛК-1,5, а также льнотеребилка ТЛ-1,9;

подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5 и три самоходных подборщика-оборачивателя ОЛС-01 поставлены на экспорт.

Приведена оценка экономической эффективности результатов исследований, включающая оценку экономического эффекта технологии комбинированной уборки льна-долгунца, ее энергетической эффективности, а также экономического эффекта от применения разработанных технологических процессов в модернизированных и новых льноуборочных машинах, выпущенных и освоенных в сельскохозяйственном производстве.

Общий экономический эффект от использования в льноводстве, выпущенных за период 1983-2009 гг. машин с заложенными в них новыми технологическими процессами и операциями составляет более 1,2 млрд. руб.

Основными источниками экономического эффекта являются:

- снижение прямых эксплуатационных затрат в 1,24 раза, вследствие более высокой производительности агрегата за счет использования предложенных трехгранных делителей с верхним центральным стеблеподводом переменной кривизны на льнокомбайнах ЛК-4А, ЛКВ-4А, ЛК-4Б, ЛК-4В «Русь» и ЛК-4Д (экономический эффект 254 млн. руб.);

- увеличение выхода длинного волокна на 1,1 % (абс.) при одновременном снижении выхода короткого волокна на 1,0 %, обеспеченное использованием предложенных модернизированных теребильных секций на льнокомбайнах ЛК-4А, ЛКВ-4А, ЛК-4Б, ЛК-4В «Русь», ЛК-4Д (744 млн. руб.);

- повышение производительности льнокомбайнов ЛК-4Б, «Русич», КЛП-1,5 и ГЛК-1,5 с прямоточным теребильным аппаратом, имеющим попарно-сходящиеся ленточно-дисковые ручьи, в 1,18 раза по сравнению с льнокомбайном ЛК-4А (1, млн. руб.);

- уменьшение потерь семян на 2,3 % по сравнению с льнотеребилкой ТЛН-1,9П, имеющей расположение рамы над теребильными шкивами (73,5 тыс. руб.);

- повышение качества льнотресты на один сортономер при использовании подборщика-очесывателя ПОЛ-1,5 по сравнению с прицепным подборщиком - очесывателем лент льна ПОЛ-1 (640 тыс. руб.);

- снижение себестоимости механизированных работ на 15,7 %, повышение выхода длинного волокна на 2,1 % (абс.) и номера длинного волокна от 0,18 до одного номера, снижение потерь семян на 2 % от применения однократного плющения комлевой части стеблей в льнокомбайнах «Русич» (819 тыс. руб.), ЛК-4В «Русь», ЛК-4Д и ЛК-4А (25 млн. руб.), КЛП-1,5 и ГЛК-1,5 (2,0 млн. руб.);

- уменьшение отхода стеблей в путанину на 1,34 %, повышение выхода длинного волокна на 1,37 % (абс.) при одновременном увеличении его номера с 8,9 до 9, и снижении потерь семян на 0,4 % (абс.), при использовании трехгребневых очесывающе-транспортирующих барабанов с основными и дополнительными лопастями на льнокомбайнах ЛК-4А и КЛП-1,5 (644,4 тыс. руб.).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что используемые технологии и техника для уборочного цикла льна-долгунца не позволяют в полной мере управлять продукционным процессом производства льнопродукции и являются сдерживающим фактором повышения экономических показателей подотрасли; требуется их глубокая модернизация, а главной стратегической задачей является перевод производства льнопродукции на высокорентабельные технологии и технику нового поколения.

2. Для проектирования льноуборочных машин нового поколения определены недостающие характеристики физико-механических и технологических свойств растений льна-долгунца:

- размерные характеристики корней различных сортов льна для машин с плющильными аппаратами;

- условное напряжение при расплющивании корней и стеблей;

- общая конусность сырых и сухих стеблей льна, которую следует учитывать для рабочих органов машин, работающих на толстых слоях льна;

- изгибающие моменты и углы отгиба стеблей исключающие их излом, а также усилия разрыва в различных по длине частях стеблей;

- динамика созревания разных сортов льна и естественные потери семян в разных фазах спелости культуры.

3. Для технологической модернизации льноводства целесообразно использовать усовершенствованные и инновационные технологии уборки льна-долгунца, в том числе:

- технологию комбайновой уборки, модернизированную путем применения плющения стеблей, сепарации сырого льновороха и сдвига начала работ на более поздние фазы спелости культуры, позволяющую устранить неравномерность вылежки тресты по длине стеблей и сократить продолжительность процесса на 3- суток, повысить качество тресты до 1,0 сортономера, выход длинного волокна на 1,1…2,5 % (абс.) и его качество на 0,3…0,8 номера, сократить издержки до руб./га;

- технологию раздельной уборки, обеспечивающую сокращение продолжительности вылежки льносоломы в тресту на 5-10 суток, повышение всхожести семян на 8,0…10 %, выхода длинного волокна на 1,0…2,97 % (абс.), его качества на 0,96…1,12 номера, снижение расхода топлива на сушку льновороха в 2,0…3,0 раза;

- технологию комбинированной уборки, обеспечивающую соответствие требованиям адаптивности к различным погодным условиям путем применения сначала технологии раздельной уборки при достижении посевами ранней желтой спелости, и затем технологии комбайновой уборки при достижении культурой конца желтой и полной спелости, позволяющую устранить основное противоречие между двумя производственными целями в льноводстве – производством высококачественного волокна и кондиционных семян;

- дифференцированную технологию производства льна в зависимости от хозяйственного назначения посевов (на волокно или на семена), обеспечивающую существенное улучшение качества волокна, снижение себестоимости тресты и волокна и устранение дефицита семян льна в стране.

4. Разработана типизированная технология производства льна-долгунца, включающая три типа базовых технологий производства льнопродукции: высокая (А), интенсивная (Б) и нормальная (В); установлено, что наиболее эффективной является технология (А), при которой трудозатраты в расчете на тонну волокна уменьшаются в сравнении с технологией (Б) на 46 чел.-ч, а в сравнении с технологией (В) на чел.-ч; затраты энергии снижаются соответственно на 7032 МДж и 12835 МДж; базовые технологии производства льна-долгунца включены в «Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства», утвержденный Минсельхозом РФ и президиумом Россельхозакадемии и введены в практику сельскохозяйственного производства.

5. Разработаны математические модели технологических процессов и методики расчета параметров рабочих органов машин для модернизации существующей и разработки льноуборочной техники нового поколения, позволившие:

- по делителям: установить закономерности подвода стеблей к теребильным ручьям с учетом количества растений и динамики процесса, определить форму профиля стеблеподводов и пути дальнейшего совершенствования делителей.

Для боковых стеблеподводов рациональной формой является вогнуто-выпуклая форма профиля, выполненная из двух последовательно расположенных по ходу технологического процесса кривых: гиперболы и полинома четвертой степени при длине делителя 0,9 м. Оптимальная форма верхнего центрального стеблеподвода – вогнутая, состоящая из последовательно соединенных кривых: логарифмической по (5) и кубического полинома по (6).

Дальнейшие исследования по развитию этого направления работ целесообразно сосредоточить на придании рабочей поверхности стеблеподводов возможно меньшей шероховатости, а растениям в процессе подвода – вибраций, путем выполнения рабочей поверхности стеблеподводов в форме пилообразного профиля.

- по теребильным аппаратам: провести расчет процесса теребления растений в аппаратах с поперечными ручьями, с учетом деформации ремней; в аппаратах с продольными ручьями определить силу натяжения ремней при наличии дополнительного давления на входе стеблей в ручей, длину теребящего участка с учетом кривизны ручья и ее влияние на изменение силы натяжения ремней и давления в нем, выполнить расчет конструктивных параметров теребильной секции с таким ручьем и оптимизировать параметры прерывистого зажима стеблей по ширине теребильного ремня.

Во избежание повреждений стеблей, влияющих на выход длинного волокна, необходимо устранить дополнительное давление на входе стеблей в ручей с помощью разработанного устройства, а также ограничить удлинение звена, отклоняющего нажимной ролик, которое не должно превышать 0,01 м.

Надежное зажатие стеблей в продольном ленточно-дисковом ручье достигается устранением прогиба ремня между обрезиненными дисками, при снабжении его двумя трапецеидальными выступами, расположенными посередине участков зажатия стеблей.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«Беляков Андрей Владимирович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОСЕВА СЕМЯН БАХЧЕВЫХ С МОДЕРНИЗАЦИЕЙ ПОЛОЗОВИДНОГО СОШНИКА Специальность: 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград 2007 2 Работа выполнена на кафедре: Сельскохозяйственные машины ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : доктор с.-х. наук, профессор Цепляев...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.