Скачать статью в pdf.

УДК 631.354.2:62-9

DOI: 10.15507/2658-4123.033.202303.403-416

Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов путем гармонизации их базовых технических параметров

Жалнин Эдуард Викторович
доктор технических наук, профессор, 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), 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
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, 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), 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 статистического анализа базовых технических параметров современных зерноуборочных комбайнов, образующих выборку из 150 моделей. Предложен новый комплексный критерий оценки технического уровня комбайнов под названием коэффициент гармоничности, по которому можно оценивать степень совершенства конструкции комбайнов и на его основе определять пути их совершенствования.
Цель статьи. Предложить методику расчета коэффициента гармоничности каждого комбайна и выявить направление его совершенствования, исходя из степени соответствия общемировым тенденциям. В статье продолжает развиваться идея гармонизации параметров комбайнов, изложенная в предыдущих публикациях по этой теме.
Материалы и методы. Применен статистический анализ с выявлением однородных статистических выборок по классам комбайнов от 4 до 12 кг/с.
Результаты исследования. На примере выборки из 16 моделей различных комбайнов рассчитаны коэффициенты гармоничности конструкции комбайнов. Применяемые статистические уравнения для расчетов параметров комбайнов отражают общемировые тенденции в развитии конструкций комбайнов и были названы теоретическими, которые затем сравнивались с фактическими параметрами комбайнов. Разница этих параметров определяла направления совершенствования. Выявлены марки комбайнов, у которых высокий коэффициент гармонизации и вместе с тем ряд машин, требующих модернизации.
Обсуждение и заключение. Предложена методика цифровой оценки технического уровня зерноуборочных комбайнов, основанная на трех расчетных критериях: параметрическом индексе, регрессионных зависимостях между параметрами комбайна, отражающих общемировые тенденции их развития, и коэффициенте гармоничности конструкции по параметрам молотильно-сепарирующего устройства. Выявлена группа комбайнов с очень высоким коэффициентом гармоничности ‒ 0,93‒0,94. Это прежде всего немецкие машины фирмы Claas (Medion 340, Доминатор 150, Lexion 580), российские ‒ компании «Ростсельмаш» (TORUM 740) и американские ‒ фирмы Massey Ferguson (MF 7278). Выделяется большая группа комбайнов, которые имеют коэффициент гармоничности их конструкции по параметрам ниже 0,9, следовательно, у них есть резервы для совершенствования в соответствии с общемировыми тенденциями. К примеру, машина 5270 C-AL немецкой фирмы Fendt нуждается в увеличении мощности двигателя со 180 л. с. до 252 л. с., снижении площади подбарабанья с 1,3 до 0,81 м², увеличении площади соломосепаратора с 5,7 до 7,2 м² и уменьшении площади решет очистки с 6,0 до 5,4 м². При этом пропускная способность останется на уровне 9,1 кг/с. На основе предложенной методики даны рекомендации по совершенствованию ряда наиболее известных комбайнов отечественного и зарубежного производства с учетом общемировых тенденций их развития.

Ключевые слова: класс комбайна, технические параметры комбайнов, технический уровень, коэффициент гармоничности комбайнов

Благодарности: авторы выражают благодарность рецензентам, чья критическая оценка представленных материалов и высказанные предложения по их совершенствованию способствовали значительному повышению качества настоящей статьи.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Жалнин Э. В., Чаплыгин М. Е. Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов путем гармонизации их базовых технических параметров // Инженерные технологии и системы. 2023. Т. 33, № 3. С. 403–416. https://doi.org/10.15507/2658-4123.033.202303.403-416

Заявленный вклад соавторов:
Э. В. Жалнин – научное руководство, разработка теоретических предпосылок, формулирование основной концепции исследования ее целей и задач, доработка текста, формирование общих выводов
М. Е. Чаплыгин – подготовка первоначального варианта текста, анализ литературных источников, визуализация, доработка текста и оформление материалов, формирование частных и общих выводов, итоговая переработка статьи по замечаниям рецензентов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 27.04.2023; одобрена после рецензирования 07.06.2023;
принята к публикации 02.08.2023.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

2. Антипин В. Г. Пропускная способность зерноуборочного комбайна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1973. № 1. C. 9‒11.

3. Пустыгин М. А. Развитие зерноуборочных комбайнов и средств для уборки соломы // Тракторы и сельхозмашины. 1965. № 8. С. 17‒20.

4. Жалнин Э. В. Методологические и технологические решения проблемы комплексной механизации уборки зерновых культур в условиях интенсивного зернопроизводства : дис. … д-ра техн. наук. М., 1987.

5. Сельскохозяйственные машины : теория, конструкция и расчет / под ред. проф. Б. Г. Турбина. М. ; Л. : Машгиз. (Ленингр. отд-ние), 1963. 575 с.

6. Липкович Э. И. Процессы обмолота и сепарации в молотильных аппаратах зерноуборочных комбайнов : пособие для конструкторов зерноуборочных машин / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград, 1973. 168 с.

7. Кленин Н. И. Исследование вымолота и сепарации зерна : автореф. дис. … д-ра техн. наук. М.,1977.

8. Русанов А. И. Расчет пропускной способности зерноуборочных комбайнов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1976. № 12.

9. Русанов А. И. Расчет пропускной способности и производительности зерноуборочных комбайнов // Тракторы и сельхозмашины. 1988. № 12. C. 20‒23.

10. Лемешко В. В. Обобщенный показатель МСУ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1973. № 2. С.49–50.

11. Логин А. Д. К определению пропускной способности МСУ новых зерноуборочных комбайнов с применением методов, теории подобия // Труды Новосибирского СХИ. 1972. Т. 60.

12. Орманджи К. С. Тенденция развития комбайностроения // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1971. № 2.

13. Червинка В. Применение методов регрессионного анализа для прогнозирования тенденций комбайностроения // Trans. ASAE. 1974. Т. 17, № 2.

14. Жалнин Э. В. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов с использованием принципа гармоничности их конструкции. М. : ВИМ, 2011. 104 с.

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

16. Баев В. В. Обоснование параметров молотилки зерноуборочного комбайна методом имитационного моделирования : автореф. дис. … канд. техн. наук. Краснодар, 1986.

17. Плешаков В. Н. Обоснование технического уровня и направлений развития сельскохозяйственной техники : автореф. дис. … д-ра техн. наук. Краснодар, 2001.

18. Стружкин Н. И., Жалнин Э. В., Гольтяпин В. Е. Динамика математических моделей для расчета параметров зерноуборочных комбайнов // Техника в сельском хозяйстве. 2005. № 6.

19. Жалнин Э. В. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов. М. : ВИМ, 2001.

20. Семенов В. А., Семенова Е. И. Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов : сб. трудов по материалам международной научно-практической конференции. М., 2017. С. 280‒284.

21. Липская В. К. Методические рекомендации по выбору прямых аналогов сельскохозяйственных машин на примере зерноуборочных комбайнов // Проблемы экономики : сб. научных трудов. Горки, 2021. № 1 (32). С. 95‒109.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.