05. Жалнин Э. В., Чаплыгин М. Е. Динамика фракционного состава зерносоломистой массы, обмолачиваемой в молотильном аппарате зерноуборочного комбайна

Печать

УДК 631.354.026

DOI: 10.15507/2658-4123.032.202202.249-262

Динамика фракционного состава зерносоломистой массы, обмолачиваемой в молотильном аппарате зерноуборочного комбайна

Жалнин Эдуард Викторович
заведующий отделом технологий и оборудования для зерновых, зернобобовых и масличных культур Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), доктор технических наук, профессор, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5467-0654, Researcher ID: AAG-1285-2021, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Чаплыгин Михаил Евгеньевич
заведующий лабораторией технологий и машин для посева и уборки зерна и семян Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0031-6868, Researcher ID: AAZ-6056-2020, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация
Введение. В статье приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов обмолота и сепарации в молотильном аппарате зерноуборочного комбайна с цифровой оценкой фракционного состава обмолачиваемого зерносоломистого материала. Полученные данные позволят выявить динамику фракционного состава зерносоломистой массы, обмолачиваемой в молотильном зазоре молотильного аппарата в зависимости от ее подачи.
Материалы и методы. Исследования проводили на специальном стенде в виде отдельного блока молотильного аппарата комбайна. Под каждой секцией подбарабанья были установлены пробоотборники. Подачу массы меняли в пределах от 1,0 до 6,0 кг/с при коэффициенте соломистости 1:1. Полученные данные аппроксимировали по стандартной методике.
Результаты исследования. Найдено количество зерна и соломы, прошедшее через решетку подбарабанья, и остальной части, поступающей на соломосепаратор, в зависимости от начального их количества. Для каждой фракции определено отношение массы соломы к массе зерна, плотность и толщина слоя зерносоломистого вороха на стрясной доске перед решетами и в начале клавиш соломосепаратора. Получена динамика сепарации зерна и соломы по развертке длины подбарабанья с определением плотности и степени сжатия слоя зерносоломистой смеси в молотильном зазоре.
Обсуждение и заключение. Установлено, что в ворохе, прошедшем через подбарабанье, отношение массы соломы к массе зерна уменьшается с 0,46 до 0,27, плотность увеличивается с 60,1 до 84,0 кг/м³. В ворохе, попавшем на соломосепаратор, отношение массы соломы к массе зерна уменьшается с 11,2 до 2,0, плотность увеличивается в небольших пределах от 21,7 до 26,4 кг/м³. Толщина слоя вороха на стрясной доске перед решетами очистки изменяется в пределах 0,25–10,2 см, а на соломотрясе ‒ от 2,2 до 19,8 см при изменении подачи общей массы на обмолот от 1 до 6 кг/с.

Ключевые слова: зерносоломистый ворох, молотильный барабан, сепарация, плотность, толщина слоя, аппроксимация

Благодарности: авторы выражают признательность анонимным рецензентам.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Жалнин Э. В., Чаплыгин М. Е. Динамика фракционного состава зерносоломистой массы, обмолачиваемой в молотильном аппарате зерноуборочного комбайна // Инженерные технологии и системы. 2022. Т. 32, № 2. С. 249–262. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202202.249-262

Заявленный вклад соавторов:
Э. В. Жалнин – научное руководство, формулирование основной концепции, цели и задач исследования, разработка методов испытаний, доработка текста, формирование выводов.
М. Е. Чаплыгин – подготовка первоначального варианта текста, анализ литературных источников, визуализация, доработка текста, формирование частных и общих выводов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 07.02.2022; одобрена после рецензирования 01.03.2022;
принята к публикации 15.03.2022

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Review of Grain Threshing Theory and Technology / J. Fu [et al.] // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2018. Vol. 11, Issue 3. P. 12–20. doi: https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20181103.3432

2. Results of Experimental Studies of Pneumatic Threshing of Ears with Subsequent Separation of Fractions / V. Pakhomov [et al.] // XIV International Scientific Conference “INTERAGROMASH 2021”. Lecture Notes in Networks and Systems ; A. Beskopylny, M. Shamtsyan (eds.). Vol. 246. Cham : Springer, 2022. P. 147–153. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-81619-3_16

3. Performance Evaluation of Harvesting and Threshing Methods for Wheat Crop / A. Kumar [et al.] // International Journal of Pure & Applied Bioscience. 2017. Vol. 5, Issue 2. P. 604–611. doi: https://doi.org/10.18782/2320-7051.2497

4. Cujbescu D., Gageanu I., Iosif A. Mathematical Modeling of Ear Grain Separation Process Depending on the Length of the Axial Flow Threshing Apparatus // INMATEH Agricultural Engineering. 2021. Vol. 65, Issue 3. P. 101–110. URL: https://clck.ru/hUuoM (дата обращения: 01.02.2022).

5. Fisunova E., Groshev L., Baryshnikova O. Analysis of the Threshing Process in the Interriffle Space of the Threshing Device [Электронный ресурс] // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2018). Vol. 224. 2018. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201822405017

6. Дослідження впливу пропускної здатності комбайна на якість зерна, відокремленого пристроєм попереднього обмолоту / В. Шейченко [и др.] // Механізація та електрифікація сільського господарства. 2019. Вип. 9. С. 72–80. doi: https://doi.org/10.37204/0131-2189-2019-9-8

7. Гусаров В. В., Клочков А. В., Курзенков С. В. Параметры зон воздействия молотильно-сепарирующего устройства на обмолачиваемую массу // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 175–181. URL: https://clck.ru/hUvgv (дата обращения: 01.02.2022).

8. Threshing and Grain Separating Mechanism with Differentiate Concave for Intensification of Threshing and Grain Separation / A. Klochkov [et al.] // Agricultural Engineering. 2017. Vol. 21, Issue 3. P. 29–45.

9. Жалнин Э. В. Типаж комбайнов: какой есть и какой нужен [Электронный ресурс] // Сельский механизатор. 2012. № 8. URL: http://selmech.msk.ru/812.htm (дата обращения: 01.02.2022).

10. Пустыгин М. А. Закономерности сепарации зерна в молотильно-сепарирующих устройствах // Труды ВИСХОМ. 1977. Вып. 88.

11. Orobinsky V. I., Gulevsky V. A., Gievsky A. M. The Technological Process of the Grain Harvester as a Complex Functional System [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 723. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/723/3/032005

12. Effect of Different Harvesting and Threshing Methods on Seed Quality of Rice Varieties / M. Govindaraj [et al.] // International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2017. Vol. 6, Issue 8. P. 2375–2383. doi: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.608.281

13. Франциско О. Ю. Моделирование структуры управления региональным АПК приемами регрессионного анализа // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2020. № 83. С. 49–53. doi: https://doi.org/10.21515/1999-1703-83-49-53

14. Matuchchenko A. E., Klasner G. G., Sarksyan L. D. Analysis and Estimation of Energy Costs during Operation of a Combine with a Differential Type Threshing Machine [Электронный ресурс] // AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2402, Issue 1. doi: https://doi.org/10.1063/5.0071892

15. Effects of Impurity on the Efficiency of a Legume Threshing Machine / O. B. Aluko [et al.] // African Journal of Agricultural Research. 2020. Vol. 16, Issue 12. P. 1700–1709. doi: https://doi.org/10.5897/AJAR2020.14895

16. Modeling the Throughput Capacity of Threshing-Separating Apparatus of Grain Harvester’s Combines / I. Rogovskii [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 677. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/677/4/042098

17. Yu Ya., Fu H., Yu J. DEM-Based Simulation of the Corn Threshing Process // Advanced Powder Technology. 2015. Vol. 26, Issue 5. P. 1400–1409. doi: https://doi.org/10.1016/j.apt.2015.07.015

18. Алферов С. А., Брагинец В. С. Обмолот и сепарация зерна в молотильных устройствах как единый вероятностный процесс // Тракторы и сельхозмашины. 1972. № 4. С. 23–26.

19. Influence of the Combine Harvester Parameter Settings on Harvest Losses / M. Sotnar [et al.] // Acta Technologica Agriculturae. 2018. Vol. 21, Issue 3. P. 105–108. URL: https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20183378801 (дата обращения: 01.02.2022).

20. Семенов В. А., Семенова Е. И. Способ обмолота колосьев и сепарации зерна в молотильно-сепарирующем устройстве // Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. 2013. № 14. С. 123–129. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21604314 (дата обращения: 01.02.2022).

21. Shahbazi F., Valizadeh S., Dolwlatshah A. Mechanical Damage to Wheat and Triticale Seeds Related to Moisture Content and Impact Energy // Agricultural Engineering International: CIGR Journal. 2012. Vol. 14, Issue 4. P. 150–155. URL: https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/2169 (дата обращения: 01.02.2022).

22. Способ регулирования молотильно-сепарирующего устройства : патент 1144651 СССР / Цвик Б. Д. [и др.]. № 3562521/30-15 ; заявл. 02.03.83 ; опубл. 15.03.1985. 2 с. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/45/b3/9d/0e1e7057985efa/SU1144651A1.pdf (дата обращения: 01.02.2022).

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.