Процесс работы планетарно-роликового аппарата на уборке кукурузы

В В Е Д Е Н И Е Одним из магистральньк направлений социально-экономического развития СССР на I98I-I985 гг* и до 1990 года является неуклонный подъём культурного и материального уровня народа. Основа этого дальнейшее увеличение эффективности общественного производства. Продовольственная прогамма СССР, одобренная и принятая майским (1982 г") Пленумом ЦК КПСС, предусматривает получение валового сбора зерна кукурузы в 1985 году не менее 17 млн. тонн, а в 1990 году 20−25 млн. тонн /34, 397. Важнейшее условие успешной реализации Продовольственной программы СССР это индустриализация сельскохозяйственного производства, внедрение прогрессивных технологий и завершение комплексной механизации как земледелия, так и животноводства. Селекционерами выведены высокоурожайные гибриды кукурузы. Применение индустриальной технологии становится всё шире. Она предусматривает возделывание лучших сортов, размещение кукурузы по лучшим предшественникам и обеспечение высококачественной обработки почвы, интенсивную и своевременную борьбу с сорняками, совмещение отдельных видов полевых работ, исключение ручных прополок и снижение общего количества агрооперации на производство продукции в 1,5…2 раза /32, 58/. Высказанное лишь одна сторона поставленной задачи, так как уборка является самой трудоёмкой операцией в возделывании кукурузы. Несмотря на внедрение в производство нового кукурузоуборочного комбайна КСКУ-6, проблема уборки решена неполностью. Одним из недостатков этого комбайна является сильная засоренность вороха початков, что является следствием несовершенства главного рабочего органа початкоотделягощего аппарата пиккерного типа. В колхозах и совхозах СССР в процессе эксплуатации находится СНЯТЫЕ с производства комбайн «Херсонец-?». Большие повревдения початков и потери зерна также являются результатом плохой-работы початкоотделяющего аппарата вальцового типа. До настоящего времени на селекционных участках кукурузу убирают вручную, что объясняется отсутствием машин для выполнения этой трудоёьлкой работы. Из сказанного следует, что создание высокопроизводительных початкоовделяющих аппаратов к кукурузоуборочным машинам как пиккерного, так и комбайного типа, отделяющих початки без повреждении, является актуальной задачей, выполнение которой будет способствовать решению Продовольственной программы. Решению этой задачи посвящена настоящая работа, результаты которой представляют интерес для республики Мали. Научная новизна работы. На основе комплексных исследований выявлена закономерность процесса отделения початков кукурузы исследуемым аппаратом, являющимся модификацией планетарных, но имеющим более простую конструкцию. На защиту выносятся следующие положения: 1. Теоретические и экспериментальные закономерности влияния удара на процесс отделений початков от стеблей о учётом физикомеханических свойств кукурузного растения. 2, Обоснование кинематических и геометрических параметров планетарно-роликового аппарата. 3. Оптимальные режимы работы планетарно-роликового початкоотделяющего аппарата при работе на 14 гибридах и сортах кукурузы, 4, Экономическая эффективность применения планетарно-роликового аппарата на комбайне типа «Херсонец» .I. СООТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 1 Л Некоторые сведения о кукурузе и её месте в сельском хозяйстве республики Ш л и Кукуруза древнейшее культурное растение, известное многим племенам Америки, жившим более 4 000 лет до нашей эры. Она является одной из основных культур современного земледелия, используемой на продовольственные, технические и кормовые цели /9, 58, 65/. По данным ФАО (1977 г.), мировая посевная площадь под кукурузой составляет более 118 млн. га (см. табл. I) при общеоредней урожайности в 28,3 ц/га со значительными колебаниями по континентам. Таблица I Распределение мировой посевной площади под кукурузу, её урожайности и обора по континентам Континенты Показатели Посевная площадь, в от мировой 100 Сбор в от мирового Урожайности (средние в ц/га) 100 :__Америка_ 1 Европа: Централь: Южная: Австра: ная, Се-: лия: верная 17,0 7,0 24,0 10,0 30,0 51,0 45,1 14,0 5,5 17,0 5,0 7,0 16,5 13,0 20,0 38,0 28,3 13,1 Из таблицы I видно, что наибольшие площади под кукурузой и самые высокие урожаи в Центральной и Северной Америке, поставляющей более половины всего мирового сбора кукурузного зерна (до 51 при средней урожайности 45,10 ц/га против 38 ц/га в Европе, 20 ц/га в Азии, 17,0 ц/га в Южной Америке и 13,10 ц/гав Африке. Крупнейшими производителями кукурузы являются США, Китай, Бразилия, Мексика, Индия, Румыния, СССР, Индонезия, Югославия, Танзания, Нигерия, Кения /Ьд/. При правильной агротехнике кукуруза даёт такие высокие урожаи, каких не в состоянии давать никакая другая культура, а среди зерновых она занимает третье место после пшеницы и риса как по площади её посевов, так и по валовому сбору мирового зерна. Мировые потребности в кукурузе растут из года в год, а с этим связано постоянное увеличение её посевов. Например, с 1959 по 1977 годы мировая посевная площадь под кукурузой увеличилась более, чем на 15 млн. га, а за последние годы более, чем на 18 млн. га /58, 59, 65/. Кукуруза обладает высокими вкусовыми качествами благодаря содержащимся в ней питательным веществам, элементам. В её зерне содержится 65−70 углеводов, 9−12 белков, 4−8 жиров, а в зародыше его до 40 витамины А, Е, С, ряд незаменимых аминокислот, минеральные соли и микроэлементы. По количеству жира зерно кукурузы превосходит зерно любой другой зерновой культуры, почти вое другие кормовые культуры, а в зерне жёлтой кукурузы содержится почти втрое больше витамина А, чем в пшенице. По калорийности кукуруза превышает все фуражные культуры. В зелёной массе кукурузы в среднем содержится сырого протеина 1,5−2,7%f жиров 0,6−0,8 безазотистых экстрактавных веществ 9−12 золы 1,0−1,9 клетчатки 5,0−6,0 а также каротин, из которого синтезируется витамин, А /9 65/.Кукурузный силос из убранных в фазе молочно-восковой спелости початков и стеблей отличается высокими вкусовыми качествами, долго сохраняется, не теряя своих кормовых достоинств и всегда жадно поедается всеми видами сельскохозяйственных животных. Кукуруза является важным сырьём для промышленности, где из неё получают более 150 продовольственных и технических продуктов. в отдельных странах мира (в Мали, Гвинее, Верхней Вольте, на Берегу Слоновой Кости, в СССР в Адыгее, из кукурузной муки готовят многие виды национальных блюд, пекут хлеб, лепёшки и т. п. /*9, 65, 66/. Из кукурузного крахмала получают патоку, идущую на приготовление карамели, сиропов и др. Из жира кукурузного зерна получают различные масла технические и пищевые, краски, мыла, лекарственные препараты… /65/. 11 стержней початков изготавливают многие химические про3 дукты, а из самих початков, стеблей и листьев получают мальтозу, бумаху, линолеум, активированный уголь, ацетон, искусственную пробку, пластмассу, анестезирующие средства и многие другие продукты народнохозяйственного значения /58, 65/. В республике Мали сельское хозяйство характеризуется сравнительно отсталой материально-технической базой. Выращивание кукурузы, как и многих других сельскохозяйственных культур, находится на потребительской стадии развития. Её валовой сбор складьшается из незначительных урожаев отдельных хозяйств, так называемого традиционного (натурального) сектора, скованного отсталыми аграрными формами земледелия. Такие хозяйства не способны вести расширенное воспроизводство, ибо они лишены возможности решить проблему накопления 8 75/.В государственном (товарном) секторе сельскохозяйственного производотва кукуруза только сегодня получает распространение как пищевая, кормовая и продовольственная культура товарно-экспортного значения. Значение к/курузы в регулировании пищевых потребностей населения республики Малиогромное. Это объясняется тем, что кукуруза является единственной сельскохозяйственной культурой, дающей два урожая в год: в конце дождевального сезона и раньше других культур на богаре и летом на поливе. Поливная кукуруза созревает тогда, когда пищевые запасы в стране у населения уже на исходе. Сельскому хозяйству Мали свойственно преобладание до 70−80 малопродуктивных участков посевной площадью 0,5−5,0 га, оказывающих тормозящее воздействие на применение современных технических средств. В настоящее время прогресс в сельском хозяйстве определяется степенью внедрения в него достижений науки и техники/75,76,777 Одна из важнейших особенностей сельского хозяйства развитых стран своевременное обеспечение в сжатые сроки лучшего выполнения передовой агротехники сельскохозяйственных культур применением современных и мощных средств механизации /78/. В республике Малж эффективность использования современных средств производства сельскохозяйственной продукции (тракторов, сельхозмашин, удобрений и т. д.) зависит от ряда факторов, которые можно.

Выводы.

1. Установлена возможность отделения початков различных гибридов кукурузы планетарно-роликовым аппаратом с высокими агротехническими показателями.

2. В лабораторных условиях определены оптимальные кинематические параметры планетарно-роликового аппарата:

— линейная скорость гладкого барабана Уз. = 3,0 м/с;

— скорость протягивания стеблей Ус. =3,3 м/с;

— угловая скорость планетарно-роликового барабана 1Й&-, =50.

— величина рабочего зазора планетарно-роликового аппарата к = 0,75 — 0,95 ск.

— скорость подачи стеблей в рабочую щель V", = 2,9 м/с;

— смещение осей барабанов? = 48 мм.

3, Полевые испытания подтвердили результаты лабораторных исследований. Экспериментально установлена пропускная способность плане тарно-роликового аппарата 0. = кг/с — рабочая скорость — Ук- = 10 км/ч.

4, Экспериментальные исследования подтвердили теоретические зависимости для определения нормальных составляющих импульсов удара початка о рабочие органы (формула и 81), Л ч, а также возможность их отделения при ударе.

5, Результаты экспериментальных исследований планетарно-роликового-аппарата (см. прши5,6) свидетельствуют о необходимости в процессе уборки различных: — гибридов кукурузц корректировать режимы работы в установленных пределах, т. е. свидетельствуют о необходимости иметь на комбайне устройства для быстрого изменения режимов початкоотделяющего аппарата.

6. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

ПЛАНЕТАРНО-РОЖКОВОГО ПОЧАТКООТДВЛЯЩЕГО АППАРАТА.

Для обоснования целесообразности применения планетарно-ро-ликового початкоотделяющего аппарата на уборке кукурузы сравнивали экономические показатели экспериментального комбайна с показателями комбайна типа «Херсонец-7» с парными вальцами на уборке кукурузных початков без их очистки от листьев обёртки, а также с ручной уборкой.

Выбранная методика расчёта экономической эффективности основана на том, что в условиях республики Мали наиболее приемлемым для внедрения является прицепной комбайн типа «Херсонец-7», имеющий относительно простое устройство и убирающий весь биологический урожай за один проход.

Как известно, в СССР при оценке экономической эффективности новой машины сравнение ведут с её предшественницей. Однако для условий республики Мали, где кукурузу до настоящего време- «ни убирают только вручную, не менее важно сравнить показатели работы предложенного аппарата, установленного на комбайн, с ручной уборкой. Результаты такого сравнения могут послужить основанием для пересмотра технологий возделывания не только кукурузы, но и других сельскохозяйственных культур пищевого и кормового значения.

Исходные данные для экономических расчётов взяты из нормативов экономических справочников и частично установлены расчётным путём /50,55,^2/" а также в результате проведения полевых исследований.

Исходные данные и результаты расчётов сведены в таблице.