Изучение удара початка кукурузы в кукурузоуборочной жатке

Для определения допустимого ударного импульса початка кукурузы о початкоотделяющие пластины кукурузоуборочной жатки нами была разработана специальная установка (рисунок 1).

В основу определения ударного импульса положено выражение.

[Ft]доп = vП mП, где [Ft]доп — допустимый ударный импульс, под действием которого повреждение початка находится в пределах агротребований, Н•с; vП — скорость удара початка по початкоотделяющим пластинам, м/с; mП — масса початка, кг Скорость соударения початка с пластиной определялась.

vП = ,.

где hПАД — высота падения початка, м Установка смонтирована на двух опорных швеллерах (позиции 1 и 2), на которых установлены два основания 3, не связанные между собой и закрепленные в пазах швеллеров 1 и 2.

К основанию 3 с помощью болтов крепятся два уголка — вертикальная 4 и наклонная 5 стойки, образующие треугольную рамку.

К верхнему звену 5 с помощью болтов крепятся початкоотделяющие пластины, заимствованные с комбайна КСКУ-6.

Угол наклона регулировался за счет отверстий в вертикальной стойке 4 и пазов в наклонной стойке 5. Над початкоотделяющими пластинами установлена рамка 7, к которой крепится отрезок трубы — держатель 8. В последний вставляется труба 9, служащая для направленной подачи початков. Для контроля высоты падения служат контрольные отверстия, выполненные в трубе 9.

Применительно к данной установке разработана методика проведения исследований. Методика предусматривала определение допустимого ударного импульса в соответствии с исходными требованиями на базовые машинные технологические операции по уборке зерновых культур [1] и ОСТом 10 8.13−99 (Машины для уборки и первичной обработки кукурузы) [2] при различной влажности зерна початков.

Экспериментальные исследования проводились с использованием початков 13 гибридов кукурузы всех групп спелости, районированных в Краснодарском крае.

Установка для изучения допустимого ударного импульса была отрегулирована следующим образом:

• 1. Угол наклона пластин 33о.
• 2. Расстояние между пластинами 20 мм.
• 3. Вертикальная труба устанавливалась в средней части пластин.

Взвешенный початок обвязывали веревкой и опускали в вертикальную трубу на заданную высоту. Затем резко отпускали веревку, и початок совершал свободное падение, ударяясь о пластины и скатываясь в ящик. После этого определялось количество вышелушенных зерен.

Рисунок — Методика определения допустимого ударного импульса Изучали влияние трех факторов на вышелушивание (Yв) и повреждение зерна (Yп): количество листьев обертки початка (Х1); ударный импульс початка о стрепперные пластины (Х2); влажность зерна (Х3).

В качестве математической модели функции отклика выбрали полином второго порядка:

Y = bo + ,.

где bo, bi, bij, bii - коэффициенты регрессии; xi, xj - кодированные значения факторов Обработку экспериментальных данных проводили методом наименьших квадратов.

По критерию Кохрана проверяли однородность ряда дисперсий:

G расч = ,.

где — наибольшая в ряду дисперсия.

Ряд дисперсий считается однородным, если G расч < G табл.

Результаты обработки полученных экспериментальных данных по всем исследуемым гибридам для вышелушивания и повреждения зерна представлены в таблицах 1 и 2. Здесь показаны полученные коэффициенты регрессии и параметры оптимизации, как по отдельным гибридам кукурузы и группам спелости, так и в целом.

Анализируя экспериментальные данные можно рекомендовать, что бы при уборке кукурузы на зерно на початке было не менее 6 оберточных листьев. Влажность зерна должна быть не менее 23%.

Значение ударного импульса с учетом направления движения стебля для изученных гибридов, при котором вышелушивание початков будет находиться в пределах допустимого значения составляет 1,95 Нс.

Для среднего початка массой = 0,28 кг с учетом предельного размаха колебаний +2S = 0,28+2•0,052 = 0,18…0,38 кг (в области +2S лежит 95,46% всех наблюдений/) и пробуксовывания стебля по вальцам = 0,1 скорость вальцов будет составлять Vв = 4,62…9,75 м/с, а частота вращения вальцов — n = 929…1961 мин-1.

При таких условиях вышелушивание зерна должно удовлетворять агротребованиям.

Таблица 2 — Результаты оптимизации влияния количества листьев початка, ударного импульса початка о початкоотделяющие пластины и влажности зерна на повреждение зерна.

Анализируя экспериментальные данные по количеству поврежденных зерен можно рекомендовать, что бы при уборке кукурузы на зерно на початке было не менее 7 оберточных листьев. Влажность зерна должна быть не менее 24%. Эти данные практически совпадают с полученными ранее по количеству вышелушенных зерен (таблица 3).

Таблица 3 — Результаты оптимизации факторов

Факторы.	Параметры. оптимизации.	Графики.
по вышелушиванию зерна.	по повреждению зерна.
Количество листьев. обертки. Х1, шт.	6 шт.	7 шт.	Рисунок.
Ударный импульс. Х2, Нс.	2,32 Нс (1,95 Нс — с учетом направления движения стебля)	2,63 Нс (2,21 Нс — с учетом направления движения стебля)	Рисунок.
Влажность зерна. Х3, %.	23%.	24%.	Рисунок.
В среднем.
Количество листьев. обертки. Х1, шт.		Рисунок.
Ударный импульс. Х2, Нс.	2,08.	Рисунок.
Влажность зерна. Х3, %.	23,5.	Рисунок.

Значение ударного импульса с учетом направления движения стебля для изученных гибридов, при котором вышелушивание и повреждение початков будет находиться в пределах допустимого значения составляет 2,08 Нс. ударный импульс кукуруза жатка Для среднего початка массой = 0,28 кг с учетом предельного размаха колебаний +2S = 0,28+2•0,052 = 0,18…0,38 кг и пробуксовывания стебля по вальцам = 0,1 скорость вальцов будет составлять Vв = 4,62…9,75 м/с, а частота вращения вальцов — n = 991…2092 мин-1. А в среднем это составляет 1500 мин-1.

При таких условиях вышелушивание и повреждение зерна должно удовлетворять агротребованиям.

• 1. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве / Под. рук. В. И. Анискина, А. А. Артюшина. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005.
• 2. ОСТ 10 8.13−99. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки и первичной обработки кукурузы. Методы оценки функциональных показателей — Взамен ОСТ10 8.13−91; Введ. 15.04.2000. — М.: Минсельхозпрод России, 2000. — 58 с.