Повышение эффективности уборки льна-долгунца комбайновым способом путем совершенствования рабочих органов для сбора и перемещения мелкого льновороха

Одной из важнейших задач сельскохозяйственного производства в процессе становления рыночных реформ является поиск эффективных путей увеличения объемов и повышения качества льнопродукции за счет совершенствования технических средств, используемых при уборке. В связи с низким уровнем производства продукции в стране, развитие льняного подкомплекса в АПК стала очевидна и диктуется необходимостью удовлетворения текстильных предприятий конкурентоспособным отечественным сырьем. Стебли льна являются основным источником волокнистого сырья для производства экологически чистых тканей, одежды, технический изделий. Семена льна-долгунца находят широкое применение в пищевой, медицинской, лакокрасочной и парфюмерной промышленностях.

В Северо-Западном регионе России используется комбайновая технология уборки. Она предполагает теребление и очес льна комбайнами с расстилом стеблей в ленту и получением льновороха, который поступает на пункты первичной переработки. Первичная переработка грубого вороха включает в себя искусственную сушку, сепарацию и обмолот с получением семян льна. Существенным недостатком в процессе уборки льна комбайном является повышенное содержание путанины в ворохе. При уборке в фазе ранней желтой спелости льноворох содержит до 60% путанины влажность, которой достигает до 80%. Это приводит к повышенному расходу топлива на сушку, дополнительным загрязнением окружающей среды, снижению посевных качеств семян и затягиванию сроков уборки. На сушку вороха расходуется до 60% топлива от всего объема, затрачиваемого на уборочные операции.

Одним из направлений, позволяющим снизить содержание путанины в ворохе и улучшить посевные качества семян, является сепарация льновороха роторным разделителем в процессе уборки льна-долгунца льнокомбайном. Сепарация вороха на комбайне предусматривает сбор и раздельную транспортаровку путанины и льновороха. В связи с этим разработка устройств, осуществляющих раздельную транспортировку путанины и мелкого льновороха в переоборудованный тракторный прицеп является актуальной задачей.

Анализ конструкций для сбора и перемещения сходных по физико-механическим свойствам материалов показал, что наиболее эффективным является всасывающе-нагнетательный пневмотранспортёр. Вопросы теории движения вороха в пневмоустановках рассматривались в основном применительно к несепарированному льновороху и с использованием установок нагнетательного типа, что неадекватно описывает процесс перемещения мелкого льновороха пневматическим способом.

В работе рассматривается и решается задача теоретического обоснования процесса сбора и обоснования конструктивных параметров сборного бункераразработки математической модели транспортировки мелкого льновороха и теоретического обоснования места положения разделительной перегородки в тракторном прицепе.

Предлагаемый способ уборки с разделением материала на две фракции органично вписывается в технологические схемы переработки льновороха. Он позволяет использовать компактное недорогое оборудование для дальнейшей очистки, переработки и сушки мелкого вороха в хозяйствах с любыми посевными площадями, в т. ч. в крестьянских и фермерских хозяйствах.

В связи с этим поставлена цель исследования — повышение эффективности уборки льна-долгунца путём разработки и оптимизации крнструктивных и технологических параметров сборного бункера и пневмотранспортера смешанного типа для раздельного транспортирования компонентов сепарации.

На основе проведенных исследований на защиту выносятся:

• теоретическое обоснование конструктивных параметров сборного бункера;

• математическая модель пневмотранспортирования мелкого вороха;

• теоретическое обоснование места положения разделительной перегородки в тракторном прицепе;

• экспериментальные зависимости позволяющие оптимизировать конструктивные и технологические параметры сборного бункера и пневмотранспортёра;

• технико-экономические показатели использования пневмоустанов-ки в технологической схеме льноуборочного комбайна с роторным сепаратором.

Результаты математического моделирования дали возможность оценить степень точности полученных моделей, в том числе и по сравнению с ранее разработанными. Это позволило перейти к оптимизации конструктивных параметров пневмотранспортёра и реализации технических решений.

После выполнения технических решений, оптимизированная конструкция пневмоустановки проверялась на работоспособность при полевых испытаниях в СПК «Красное Знамя» Великолукского района Псковской области. Результаты агротехнической оценки показали преимущества предлагаемой технологической оценки по сравнению с существующей.

Использование технологической схемы льноуборочного комбайна с роторным сепаратором и пневмотранспортёром всасывающе-нагнетательного типа позволяет улучшить оценочные показатели льноуборочной машины.

Автор выражает благодарность за помощь в написании данной работы своему научному руководителю кандидату технических наук, доценту С. А. Катченкову, а также особую благодарность за помощь в проведении исследований заведующему кафедрой «Автомобили, тракторы и сельскохозяйственные машины», доктору технических наук, профессору В. В. Морозову.

1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. 284 с.

2. Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях." Лен-98″: Междунар. науч.-техн.конф.: Тез. докл.: 21−23 окт. 1998 г./Ред. кол.: Корабельников Р. В. и др.:-Кострома, 1998. 303с.

3. Алферов К. В., Зенков Р. Л. Бункерные установки. Проектирование, расчет и эксплуатация М.: Машгиз, 1955. 308с.

4. Арзуманянц А. Г., Барер Н. Б, Пилюганова Э. А. и др. Некоторые результаты исследования пневмотранспортных систем хлопкоуборочных машин 14ХВ2,4 и ХН-3,6 //Механизация хлопководства. 1974. № 8. с. 3−5.

5. Артемьев В. Г. Основы совершенствования пружинно транспортирующих рабочих органов и их использование в различных технологических процессах растениеводства и животноводства: Автореф. дис… докт. техн. наук. Саратов, 1996;48с.

6. Артыков Н. А. Пневмотранспорт легкоповреждаемых материалов. Ташкент: Фан, 1984.-152с. 7. А.с. 365 393 Сепаратор для хлопка. Исмаилов М. И., Артыков Н. А. и др. Опубл. в БНИ № 6,1973. 2с. 8. А.с. 638 298 Вентилятор-сепаратор. Латипов К. Ш., Артыков Н. А. и др. Опубл. в БНИ № 47,1978. 2с. 9. А.с. 915 823 Вентилятор сепаратор. Артыков Н. А. Опубл. в БНИ № 12, 1982.-2с. Ю. Баранов И. В. К расчету транспортирования льняного вороха пневматическим способом //Тракторы и сельхозмашины. 1963. № 6. с.30−32.

7. Баранов И. В. Исследование процесса пневмотранспорта льняного вороха и его компонентов: Автореф. дне… канд. техн. наук. Москва, 1966. 26с.

8. Богданов И. Н. Исследование и обоснование параметров пневмотранспортеров для складов гранулированных удобрений: Автореф. дис… канд. техн. наук. Рязань, 1978. 28с. И. Богомягких В. А. Теория и расчет бункеров для зернистых материалов. Издво Ростовского университета, 1973. 152с. 1 З. Быков Н. И., Луценко В. М., Смирнов В. И. Справочник механизаторальновода. М.: Россельхозиздат, 1981. 231с.

9. Вайсман М. Р., Грубиян И. Я. Вентиляционные и пневмотранспортные установки. М.: Колос, 1984. 367с.

10. Василенко П. М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев: УАСН, 1960 283с.

11. Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1967. 159с.

12. Вознесенский В. А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М Финансы и статистика, 1981. -263с.

13. Выгодский М. Я. Справочник по элементарной математике. М.: Наука, 1982.-345с.

14. Гармаш Н. Т. Основы теории двухфазных воздушных потоков в рабочих процессах сельскохозяйственных машин: Автореф. дис… докт. техн. наук. Волгоград, 1967. 43с. 22. ГОСТ 20.915;

15. Сельскохозяйственная техника, методы определения условий испытаний. М.- 1975. 34с.

16. Гячев Л. В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах. М.: Машиностроение, 1968. 184с.

17. Гячев Л. В. Основы теории бункеров. Изд-во Новосибирского университета, 1992.-312С.

18. Данилова Т. А., Синицына СМ. Современные проблемы льноводства России Материалы международной научно-практической конференции. Торжок, 2000. с. 146−148.

19. Дзядзио A.M. Пневматический транспорт на зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Заготиздат, 1968. 328с.

20. Добрынин В. А., Беляев А. В., Дунаев П. П. и др. Экономика сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1990. 475с.

21. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1973. 253с.

22. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Книга 1.-М.: Финансы и статистика, 1986. 367с. ЗО. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Книга 2. М.: Финансы и статистика, 1987. 352с.

23. Дубинин Н. Н., Корякин Л. Б. Прогрессивные технологии и техника для льняной отрасли Льняное дело.- 1997. № 3. с. 28−31.

24. Жуков А. А. Повышение эффективности процесса уборки льна-долгунца путем совершенствования технологической схемы льноуборочного комбайна: Автореф. дис… канд. техн. наук. Великие Луки, 2002. 19с.

25. Венков Р. Л. Механика насыпных грузов, (основы расчета погрузочноразгрузочных и транспортных устройств).- М.:Машиностроение, 1964. 251с. 34.3ильберман П.Н., Мелькумов Ю. К. Новое в пневмотранспорте хлопкоуборочных машин Механизация хлопководства. 1961. № 10. с. 13−16. 35.3ияев Х. А. Исследование и разработка центробежного вентилятора с лопатками нового типа для хлопкоуборочных машин: Автореф. дис… канд. техн. наук. Ташкент, 1967. 20с.

26. Зуев Ф. Г., Лотков Н. А., Полухин А. И. Подъемно-транспортные машины зерноперерабатывающих предприятий. М.: Колос, 1978. 264 с.

27. Иванова В. Ф. Исследование движения сельскохозяйственных сыпучих материалов в трубах и бункерах: Автореф. дис… канд. техн. наук. Ростов на Дону, 1969. 14с.

28. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям./ Под ред. М. О. Штейнберга. 3-е изд., пер. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 672с.

29. Калинушкин М. П. Вентиляторные установки. М.: Высшая школа, 1979.— 223с.

30. Катченков А., Жуков А. А. Исследования роторного сепарирующего устройства льняного вороха //Наука возрождению сельского хозяйства в XXI веке Материалы XXXIV научно-практической конференции Великие Луки, 2001. с. 287−291.

31. Катченков А., Жуков А. А. Совершенствование технологической схемы льноуборочного комбайна. //Наука возрождению сельского хозяйства в XXI веке. Материалы XXXIV научно-практической конференции Великие Луки, 2001. с.236−238.

32. Кеммер А. С. Пневматический транспорт зерновых продуктов в горизонтальных трубах: Автореф. дис… канд. техн. наук. Одесса, 1961. 30с.

33. Киров B.C. Исследование рабочего процесса вентиляторов броскового типа: Автореф. дис… канд. техн. наук. Ленинград, 1964. 18с.

34. Ковалев В. Б. Прогрессивная технология уборки и реализации льна Лен и конопля. 1983. № 2. с. 18−21.

35. Ковалев В. Б. Справочник-льновода. М.: Наука, 1978. 79с. 46, Ковалев М. М., Смирнов В. И., Козлов В. П. Повышение эффективности уборки льна комбайнами Материалы международной научнопрактической конференции.-Торжок, 2000. с. 139−142.

36. Кононенко В. Д. Методы расчета и реализации пневмотранспорта в закрученном потоке: Автореф. дис… докт. техн. наук. Ленинград, 1990. 40с.

37. Курс высшей математики Под ред. П. И. Романовского.- М.: Высшая школа, 1964.-357с.

38. Линартас И.-Б.В. Исследование пневматического транспортирования фрезерного торфа по горизонтальным трубопроводам разной формы поперечJного сечения: Автореф. дис… канд. техн. наук. Каунас, 1971. 21с.

39. Литвинов А. И. Основные принципы теории движения потока тел: Автореф. дис… докт. техн. наук. Ереван, 1979. 4 1 с.

40. Лукьянов П. И., Гусев И. В., Никитина Н. И. О предельной скорости истечения зернистых материалов //Химия и технология теплив и масел.- 1960. № 10.-с. 45−49.

41. Малис А. Я. Пневматический транспорт сыпучих материалов при высоких концентрациях. М.: Машиностроение, 1969. 138с.

42. Маркевич Э. С. Курс высшей математики с элементами теории вероятности и математической статистики. М.: Высшая школа, 1972. 308с.

43. Мелегов В. Б. Исследование процесса сепарации грубого вороха, получаемого при комбайновой уборке льна долгунца: Автореф. дис… канд. техн. наук.-Минск, 1973. 22с.

44. Мельников СВ., Алешкин В. Р., Рощин П. Н. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов.- Л.: Колос, 1980. 168с.

45. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть.

46. Нормативно-справочный материал. /Под ред. Н. Т. Тятлина. М, 1998. 167с. 5.

47. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть.

48. Нормативно-справочный материал. /Под ред. Н. Т. Тятлина.- М, 1998. 121с.

49. Методические рекомендации по определению экономической эффективности и использованию в сельском хозяйстве капитальных вложений и новой техники. Л.: НИПТИМЭСХНЗ, 1986. 58с,.

50. Методические рекомендации по технико-экономическим расчетам для растениеводства Нечерноземной зоны РСФСР. Л НИГШШЭСХНЗ, 1986. 88с. бО. Мишагин В. Д. Исследование устойчивости работы системы всасывающего пневмотранспорта (в области малых энергозатрат): Автореф. дне… канд. техн. наук. Новочеркасск, 1971. 18с.

51. Можар А. И. Движение дисперсоида в трубопроводах некруглой формы (пневмотранспорт): Автореф. дис… канд. техн. наук. Москва, 1987. 16с.

52. Мухин В. В. Современные технологии возделывания, уборки, первичной обработки и переработки льна-долгунца и их особенности.: ВНИИЛ. Торжок, 2000. с. 18−19. бЗ. Нагорский Н. С., Карташевич СМ., Казакевич П. П. Эффективность механизации производства зерна и льна: состояние и перспективы //Тракторы и с X. машины. 1998. № 6. с. 32−34.

53. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1975. 165с.

54. Объедков М. Г. Лен-долгунец.- М.: Россельхозиздат, 1979. 223с.

55. Основы планирования эксперимента в сельскохозяйственных машинах.М.: ВИСХОМ, 1974. 109с. 67.ОСТ. 70.8.9;

56. Испытания сельскохозяйственной техники.- Машины для уборки льна. Программа и методика испытаний. Взамен ОСТ 70.8.9−74: Введ. 01.07.81 132с.

57. Перевозки и подъемно-транспортные средства в сельском хозяйстве. Перевод с нем. и предисл. М. И. Серебряного. М.: Колос, 1978. 327с.

58. Петренко И. Я., Чужинов П. И. Экономика сельского хозяйства. Алма-Ата: Кайнар, 1988.-416с.

59. Писарчик А. В. Определение некоторых свойств льна-долгунца: сборник научных работ аспирантов. ЦНИИМЭСХ.- Минск.: Ураджай, 1988. 98с.

60. Пневмотранспортные установки. Справочник./Под ред. Б. А. Аннинского. Л.: Машиностроение, 1969. 200с.

61. Поличук Г. Ф., Шлепак A.M., Матвисев В. Н. Экономика производства и первичной переработки льна-долгунца. Киев: Ураджай, 1982. 96с.

62. Поздняков Б. А. Пути снижения энергоемкости производства льнопродукции Экономика, механизация и первичная обработка льна. Сборник научных трудов ВНИЦ[1.-Торжок, 1987. Вып.24. с.33−36.

63. Понажаев В. П., Павлов Е. И. Состояние и перспективы развития семеноводства льна-долгунца в современных условиях.: ВНИИЛ.-Торжок, 2000. с.60−62.

64. Понажаев В. П., Павлов Е. И, Яныщина А. А. Состояние посевных качеств семян льна-долгунца в льносеющих областях Российской Федерации.: ВНИИЛ.-Торжок, 2000. с.63−65.

65. Разумов И. М. Пневмо и гидротранспорт в химической промышленности. М.: Химия, 1979.-248с.

66. Разумов И. М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов. М.: Химия, 1972. 240с. 78. РОДИНОВ Л. В. Проблемы механизации уборочных работ в льноводстве Тракторы и сельхозмашины, 1990. № 6. с. 16−17. 79. РОДИНОВ Л. В. Внедрение прогрессивных технологий уборки путь повышения качества льнопродукции Тракторы и сельхозмашины. 1992. № 6. -с.5−6.

67. Румшинский Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971.-192с. 81. РЫВКИН А.А., Рывкин А. З., Хренов Л. С. Справочник по математике. М.: Высшая школа, 1987. 480с,.

68. Сегаль И. С. Методика расчета установок пневматического транспорта. Выпуск.

69. Пневматические транспортные установки. М.: Машиностроение, 1962.-131с.

70. Смирнов В. И. Исследование процесса сбора и транспортирования вороха в льноуборочном комбайне с очесывающим аппаратом щелевого типа: Автореф. дис… канд. техн. наук.- Ленинград-Пушкин, 1978. 16с.

71. Соловьев А. Я. Льноводство. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1989.-320с.

72. Справочник льновода /Н.Г. Корейский, А. П. Коробач, М. С. Гаранович и др. 2-е изд., пер. и доп. Мн.: Ураджай, 1987. 240с.

73. Справочник льновода /Н.Н. Труш, И. П. Сергеев, А. Н. Марченков и др. Л Агропромиздат, 1985.-240с.

74. Справочник по специальным функциям. Под ред. М. Абрамовича, И. Стиган. М.: Наука, 1979. 832с.

75. Тарлецкий А. Г. Исследование рабочего процесса и обоснование параметров загрузчиков и выгрузных сушилок льняного вороха: Автореф. дис… канд. техн. наук.- Торжок, 1979. 21с.

76. Тихомиров В. Б. Планирование и анализ эксперимента.- М.: Легкая индустрия, 1974.-112с.

77. Толковский В. А. Исследование льняного вороха как материала для сушки. Труды ВНИИЛ. Выпуск 5,1958. 1 Юс.

78. Турбин Б. Г. Вентиляторы сельскохозяйственных машин. Л.: Машиностроение, 1968. 159с.

79. Урбан Я. Пневматический транспорт. Перевод с чешского Р. Е. Мельцера. М.: Машиностроение, 1967. 340с.

80. Успенский В. А. Пневматический транспорт. Свердловск.: Металлургизt дат, 1959.-251с.

81. Успенский В. А. Пневматический транспорт материалов во взвешенном состоянии. Свердловск-Москва.: Металлургиздат, 1952. 152с.

82. Хайлис Г. А. Механика растительных материалов. Киев: УЛАН, 1994. 332с.

83. Хайлис Г. А. Теория и расчет льноуборочных машин. Труды Великолукского сельхозинститута. Выпуск.

85. Хайлис Г. А., Ковалев М. М. Исследование сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных М.: Колос, 1994. 215с.

86. Хакимов Д. А. Исследование процесса сепарации хлопка в вентиляторе сепараторе шпиндельной хлопкоуборочной машины: Автореф. дне… канд. техн. наук. Ташкент, 1966. 22с.

87. Хрусталев Б. М. Исследование процесса движения абразивно-воздушной смеси в трубопроводах: Автореф. дис… канд. техн. наук. Ленинград, 1977. -21с.

88. Центробежные вентиляторы /Под ред. Т. С. Соломаховой. М.: Машиностроение, 1975. 416 с.

89. Черников В. Г. Современный уровень и перспективы механизации льноводства Технические культуры. 1991. № 1. с. 32−36.

90. Черников В. Г. Экологически безопасные технологии возделывания, уборки и первичной переработки льна-долгунца //Техника в сельском хозяйстве. 1994. № 6. с. 2−4.

91. Черников В. Г., Ковалев М. М. Перспективная техника в льноводстве //Тракторы и с.-х. машины. 2000. № 9. с. 13−15.

92. Черников В. Г. Энергосберегающие технологии и технические средства для возделывания, уборки и переработки льна.: ВНИИЛ.-Торжок, 2000.с.133−146.

93. Шапунов М. М., Коппель М. А. Пневматическое транспортирование сыпучих материалов. Л.: ЛдаТП, 1981. 29с.

94. Эглите Ю. Э. Исследование механики сыпучей зерновой среды и разработка методов оптимизации конструвстивных параметров вентилируемых.

95. Ялтанцев В. Г. Оптимизация конструктивных параметров бункерных устройств сельскохозяйственного назначения: Автореф. дис… канд. техн. наук. Новосибирск, 1988. 16с.

96. Stenqel R.F. Recessed impeller moves fluid by virtex action Pesiqn News, Chicaqo, 1961,27, p. 28−29. м.