Повышение эффективности работы жатвенной части зерноуборочного комбайна «John Deere 1048» на уборке сои в условиях Амурской области

Одной из важнейших культур в мире, возделываемых человеком, по праву считается соя. Она используется человеком в пищу наравне с рисом, пшеницей, просом [103,104]. Ценный и разнообразный химический состав сои, а это — 36 -55%белка, более 20% жира, свыше 30% углеводов, 5 — 6% различных минеральных элементов, обусловливает ее большой удельный вес среди производимых культур.

Близкий по качеству к животным белкам, белок сои рассматривается как наименее затратное решение проблемы белкового дефицита в мире [105, 106, 107]. Соя, кроме того, используется для производства масла, отличающегося высокой биологической ценностью. В мире около 30% растительного масла производится из сои.

Очень высокими темпами происходит увеличение производства сои в мире. В течение последних 30 лет оно возросло более чем в пять раз и составило в 2010 году свыше 250 млн. тонн.

В нашей стране за последние два десятилетия развитию соеводства уделялось недостаточное внимание. В силу географических и климатических особенностей соя возделывается в основном в дальневосточном регионе. Например, на Дальневосточный и Южный федеральные округа приходится! около 75% и 20% площадей культуры, соответственно.

Одной из важнейших операций при возделывании сои является уборка, во время которой происходят значительные потери урожая — 5.10% [12,55,58]. Небольшая урожайность культуры, в среднем 0,5 — 0,12 т/га, ещё более остро ставит вопрос о повышении качества её уборки. В ходе проведения многолетних исследований за работой зерноуборочных комбайнов на уборке сои было установлено, что потери за жаткой составляют до 80% от всех потерь. Это обусловлено неудовлетворительной работой мотовила, режущего аппарата и шнека жатки.

Очесывание бобов мотовилом происходит с момента входа планки в стеблестой на расстоянии до 0,6 метра от режущего аппарата. Бобы сои, расположенные равномерно по всему стеблю, попадая под воздействие мотовила, очесываются по всей длине участка контакта планки со стеблем в процессе подвода стебля к режущему аппарату [12].

По данным Е. И. Давидсона, степень полезности мотовила составляет всего 20%, а степень работы ножа без мотовила — около 70% [33]. Это значит, что 80% своей работы мотовило совершает вхолостую, что ведет к потерям бобов.

Еще одной причиной, приводящей к потерям, является перерезание бобов ножом. В этом случае семена, вымолоченные из бобов, попадают сначала на детали режущего аппарата, а затем скатываются на землю.

Часть семян обмолачивается в результате ударного воздействия режущего аппарата на растения сои. Объясняется это тем, что боб сои представляет собой сложное тело, состоящее из двух створок, с некоторым усилием соединенным между собой менее прочной органической тканью. Причем створки имеют ячейки в зависимости от количества семян. При обмолоте сои происходит разрушение створок или связей между ними. Изменение скорости и ускорения пучка или отдельных растений могут быть достаточными, чтобы возникающие силы инерции семян, действуя изнутри, раскрывали створки бобов [12].

Также к потерям за жаткой относятся потери бобов на стерне. А.

Распространённые в Амурской области сорта сои характеризуются низким прикреплением бобов на стебле и неравномерным распределением их на растении. Основная масса бобов расположена на нижних ярусах растения: в зависимости от сорта, на высоте до 30 см от поверхности почвы сосредоточено от 60% до 70% бобов, а на высоте до 10 см — 5 — 9% [21].

Уменьшить величину потерь при уборке можно за счёт создания принципиально новых или модернизации существующих рабочих органов жатки. Одним из способов решения проблемы снижения потерь может быть нахождение таких кинематических параметров рабочих органов жатки, которые бы свели потери сои к минимуму.

Цель работы.

Изучение недостаточно изученных физико-механических свойств растений сои, а также обоснование режимно-конструктивных параметров работы режущего аппарата и шнека жатки зерноуборочного комбайна «John Deere 1048» для снижения потерь при уборке сои.

Методы исследования.

В ходе проведения исследований применялись аналитический и экспериментальные методы. Экспериментальный метод использовался при разработке методик проведения лабораторных и полевых исследований. Обработка результатов исследований осуществлялась с помощью программ Virtual Dub, Adobe Photoshop CS3, Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint, Advanced Grapher, Компас 3D V8, Fastvideo Lab (проведение скоростной видеосъёмки).

Объект исследования.

Процесс среза растений сои сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания и транспортирования их шнеком жатки к подающему транспортёру комбайна «John Deere 1048».

Предмет исследования.

Закономерности влияния кинематических параметров работы режущего аппарата и шнека жатки зерноуборочного комбайна «John Deere 1048» на качественные показатели работы жатки на уборке сои.

Достоверность исследований.

Результаты проведённых полевых исследований по определению оптимальных кинематических параметров работы режущего аппарата и шнека жатки зерноуборочного комбайна «John Deere 1048» на уборке сои успешно согласуются с лабораторными и теоретическими исследованиями.

Научная новизна.

В работе разработано экспериментально-теоретическое обоснование метода снижения потерь семян сои за жаткой зерноуборочного комбайна за счёт оптимизации кинематических параметров рабочих органов жатки.

Определены теоретические предпосылки разрушения бобов сои при ударе по стеблю. Разработаны средства и методики моделирования среза растения сои сегментно-пальцевым режущим аппаратом нормального резания с помощью скоростной цифровой видеосъёмки. Установлены оптимальные режимно-конструктивные параметры работы режущего аппарата и шнека жатки (скорость резания, частота вращения шнека) комбайна «John Deere 1048» на уборке сои в условиях Амурской области.

Практическая значимость.

Использование результатов теоретических и экспериментальных исследований позволили предложить оптимальные кинематические параметры рабочих органов жатки на уборке сои.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях ДальГАУ (2009;2011 гг.) и на межвузовских конференциях «Молодёжь XXI века: шаг в будущее» (2009;2011 гг.).

Публикации.

По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 — в журналах, рекомендованном Перечнем ВАК.

Структура и объём работы.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста, основной текст сопровождается 20 таблицами и 64 рисунками.

Список литературы

содержит 110 наименований, из них 8 на иностранных языках.