Том 83, № 6 (2016)

Одна из причин низкой эффективности использования машин послеуборочной обработки зерна заключается в сложности их настройки на оптимальные режимы функционирования при постоянно изменяющихся входных воздействиях. Исключение ручной корректировки режима работы пневмосистем зерноочистительных машин с заменой на аппаратный контроль и управление технологическим процессом позволит улучшить качество обработки зернового материала и сократить затраты на послеуборочную обработку зерна. Для устройства, контролирующего параметры технологического процесса воздушных систем зерноочистительных машин, разработан датчик потерь зерна в отходы. Работа датчика основана на анализе параметров сигнала звукового давления, возникающего при ударе зерновок, вынесенных вместе с примесями, о стенку осадочной камеры. Датчик разработан на основе недорогого пьезометрического трансдьюсера Soho Т-1. Он располагается на противоположной стороне стенки, о которую ударяются зерновки, и находится за пределами воздушного потока, насыщенного легкими примесями и пылью. Благодаря этому повышается надежность работы датчика, не нарушается структура воздушного потока в пневмосистеме. Определены параметры звукового сигнала, возникающего при ударе полноценных зерен злаковых культур о стальную стенку осадочной камеры. Исследования проводились на зерне пшеницы, ржи, овса и ячменя; влажность зерна изменялась в диапазоне от 12,6 до 35%. Выявлены зависимости между параметрами звукового сигнала, возникающего при ударе зерна о стенку осадочной камеры, и величиной потерь зерна в отходы. Работоспособность датчика проверена на экспериментальном образце пневмосепаратора, установленном в линии послеуборочной обработки зерна. Он также может быть адаптирован для работы в воздушных системах других зерноочистительных машин.

Исследованы закономерности изменения эффективной мощности газотурбинного двигателя ГТД-350Т, двигателя постоянной мощности Д-260.4S2 и дизельного двигателя СМД-62 в зависимости от внешней нагрузки и коэффициента ее вариации. Проведена сравнительная оценка эффективности применения этих двигателей на тракторах в агрегате с почвообрабатывающими машинами, получены экспериментальные данные. При исследовании работы двигателей применялись методы математического моделирования и вероятностно-статистической оценки эксплуатационных показателей почвообрабатывающих агрегатов. Получены зависимости экстремальных значений эффективной мощности двигателей СМД-62, Д-260.4S2 и ГТД-350Т от крутящего момента и коэффициента вариации нагрузки. Установлены экстремальные значения уровня использования эффективной мощности рассматриваемых двигателей в зависимости от коэффициента вариации нагрузки. Исследования показали, что кусочно-линейная характеристика двигателей постоянной мощности более рациональна, чем кусочно-параболическая характеристика дизельных двигателей. Параболическая характеристика газотурбинных двигателей - самая эффективная и менее чувствительная к колебаниям внешней нагрузки. Применение газотурбинных двигателей на тракторах отвечает техническим и технологическим требованиям к сельскохозяйственной технике и имеет большие перспективы. Газотурбинные двигатели могут обеспечить конкурентоспособность отечественных тракторов благодаря повышению их производительности и надежности в 1,2-1,3 раза, снижению затрат труда на 15-20%, повышению производительности труда в среднем на 18-22% по сравнению с тракторами, оснащенными дизельными двигателями.

Для развития и совершенствования зерновой отрасли важное значение имеют инновационные технологии и технические средства сушки, позволяющие качественно и с минимальными затратами высушивать зерно. К таким технологиям относятся осциллирующие режимы, суть которых заключается в том, что на материал периодически воздействуют подогретым и неподогретым агентом сушки. Эти режимы предусматривают периодическое охлаждение зерна, что позволяет повысить температуру агента сушки и снизить затраты тепла. Однако периодическое охлаждение зерна неподогретым воздухом зачастую снижает эффект осциллирующего режима. Импульсный режим в отличие от осциллирующего характеризуется лишь снижением подачи жидкого топлива в сушилку и охлаждением зерна на величину, близкую к теоретической, что позволяет снизить потери теплоты и повысить эффективность сушки. Предложены математические методы расчета температуры и длительности воздействия на зерно слабо подогретого агента сушки. Для определения температуры слабо подогретого агента сушки и длительности его воздействия составлены и решены уравнения тепломассопереноса в слое и зерновке, из которых получены расчетные выражения. При приемочных испытаниях зерносушилки С-30 проверены расчетные зависимости для определения этих параметров. В сушилку непрерывно подают влажное зерно и отводят высушенное и охлажденное, периодически включают и отключают в топке форсунку «большой огонь», оставляя в работе форсунку «малый огонь». Таким образом создается импульсный режим сушки. Максимальная температура подогретого агента сушки составила 105 градусов Цельсия, температура слабо подогретого агента сушки составила 46 градусов Цельсия. Установлено, что кривые изменения температуры и влажности зерна не отличаются от классических кривых при осциллирующем режиме сушки. Использование импульсного режима сушки позволило в 2 раза сократить амплитуду колебаний температуры агента сушки и снизить потери теплоты на 10-12%. Температура слабо подогретого агента сушки не должна быть ниже предельно допустимой температуры нагрева зерна более чем на 8-10 градусов Цельсия.

От 50 до 70% отказов рабочих органов и несущих конструкций сельхозмашин приходится на соединения с резьбовыми крепежными деталями. В статье приведены основные общеметодологические принципы обеспечения надежности резьбовых соединений сельхозмашин и орудий. Предложены структурная схема общей проблемы повышения надежности резьбовых соединений и основные пути повышения их надежности: разработка новых конструкционных решений резьбовых соединений, отвечающих указанным принципам; совершенствование метода расчета групповых резьбовых соединений, работающих в условиях частичного раскрытия стыка и контактных виброперемещений; совершенствование метода расчета групповых резьбовых соединений, работающих в условиях сложного нагружения с учетом контактных радиальных и угловых податливостей; использование численных методов расчета групповых резьбовых соединений; совершенствование методов стопорения от самоотвинчивания; совершенствование методов защиты соединений от коррозии. Предложена классификация основных факторов износоусталостного разрушения резьбового соединения, работающего в условиях сложного нагружения. Проведено уточнение коэффициента запаса усталостной прочности соединений сельхозмашин в зависимости от условий работы с использованием дополнительного коэффициента, зависящего от интенсивности износа и коррозии. В выражение для определения запаса усталостной прочности по касательным напряжениям введен коэффициент равномерности распределения поперечной нагрузки между крепежными деталями, зависящий от типа соединения, конструкционного зазора в соединении и количества крепежных деталей. Уточненная методика расчета усталостной прочности и предложенные основные принципы повышения надежности могут быть использованы в практике проектирования и ремонта сельхозмашин.

Повышение урожайности зерновых культур возможно за счет интенсификации производства путем совершенствования технологий возделывания, в частности наиболее важной технологической операции - посева, при котором закладываются основы роста и развития культурных растений. Цель исследования заключается в совершенствовании технологии посева зерновых культур и рабочих органов посевных машин. Представлена схема технологии почвозащитной системы земледелия. Выявлено, что качественный посев характеризуется двумя составляющими: равномерным распределением посевного материала по площади питания и глубине заделки и внесением минеральных удобрений ниже уровня семян основной культуры. Определена форма рациональной площади питания, представлена схема рационального размещения семян по площади поля. Рассмотрен вопрос совместного и разноуровневого внесения минеральных удобрений при посеве. Установлено, что совместное внесение семян и удобрений приводит к токсическому ожогу семян и снижению урожайности, в то время как разноуровневое внесение обеспечивает постепенное восприятие нитрата и способствует ускоренному развитию корневой системы. Отмечаются общие недостатки большинства сошников: неравномерное размещение семян по площади питания и внесение удобрений совместно с семенами на одну глубину. Предложена конструкция комбинированного сошника, обеспечивающего двухленточный посев с шириной лент до 40 мм при расстоянии между лентами не менее 80 мм. При этом внесение минеральных удобрений осуществляется ниже уровня семян основной культуры. Использование предлагаемого сошника позволяет повысить всхожесть семян и, как следствие, урожайность возделываемой культуры.