Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов путем гармонизации их базовых технических параметров

Автор: Жалнин Э.В., Чаплыгин М.Е.

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Технологии, машины и оборудование

Статья в выпуске: 3, 2023 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Класс комбайна, технические параметры комбайнов, технический уровень, коэффициент гармоничности комбайнов

Короткий адрес: https://sciup.org/147241504

IDR: 147241504   |   УДК: 631.354.2:62-9   |   DOI: 10.15507/2658-4123.033.202303.403-416

Improving the design of combine harvesters by harmonizing their basic technical parameters

Introduction. The article presents the results of statistical analysis of basic technical parameters of modern combine harvesters, comprising a sample of 150 models. A new complex criterion for assessing the technical level of combine harvesters called the harmonization coefficient is proposed, which makes it possible to evaluate the perfection degree of combine harvester design and identify the ways to improve them. Aim of the Article. The aim of the study is to propose a methodology for calculating the harmonization coefficient of each combine harvester and to identify the way for its improvement, based on the degree of compliance with global trends. The article continues to develop the idea of harmonization of combine harvester parameters outlined in the previous publications on this topic. Materials and Methods. There was applied statistical analysis identifying homogeneous statistical samples by harvester classes from 4 to 12 kg/sec. Results. On the example of a sample of 16 different combine harvester models, the harmonization coefficients of combine harvester design were calculated. The applied statistical equations for calculating combine harvester parameters reflect global trends in the development of combine harvester design and were called theoretical parameters, then they were compared with the actual parameters of combine harvesters. The difference between the theoretical and actual parameters affected the identifying of the ways of improvement. There were identified the combine harvester brands with high harmonization coefficient and a number of combine harvesters requiring modernization. Discussion and Conclusion. A technique for digital assessment of the technical level of combine harvesters is proposed. It is based on three design criteria: parametric index, regression dependencies between combine parameters reflecting global trends in the combine harvester design, and the harmonization coefficient of the combine harvester design in terms of threshing and separating device parameters. There was identified a group of combine harvesters with a very high harmonization coefficient 0.93-0.94. We mean first of all German harvesters of Claas company (Medion 340, Dominator 150, Lexion 580), Russian harvester of Rostselmash company (TORUM 740) and American Massey Ferguson (MF 7278). There is a large group of combine harvesters, which have a harmonization coefficient of their design in terms of parameters below 0.9, therefore, they may be improved in accordance with global trends, for example, the 5270 C-AL combine harvester of the German company Fendt needs the increase in engine power from 180 HP to 252 HP, reducing the concave area from 1.3 to 0.81 m2, increasing the area of the straw separator from 5.7 to 7.2 m2 and reducing the area of the cleaning sieves from 6.0 to 5.4 m2. At the same time, the combine harvester throughput efficiency will remain at the level of 9.1 kg/s. Based on the proposed methodology, there are given recommendations for improving a number of the most famous combine harvesters of domestic and foreign production, taking into account global trends in their development.

Еще

Список литературы Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов путем гармонизации их базовых технических параметров

  • 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.
  • Антипин В. Г. Пропускная способность зерноуборочного комбайна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1973. № 1. С. 9-11.
  • Пустыгин М. А. Развитие зерноуборочных комбайнов и средств для уборки соломы // Тракторы и сельхозмашины. 1965. № 8. С. 17-20.
  • Жалнин Э. В. Методологические и технологические решения проблемы комплексной механизации уборки зерновых культур в условиях интенсивного зернопроизводства: дис. ... д-ра техн. наук. М., 1987.
  • Сельскохозяйственные машины: теория, конструкция и расчет / под ред. проф. Б. Г. Турбина. М. ; Л.: Машгиз. (Ленингр. отд-ние), 1963. 575 с.
  • Липкович Э. И. Процессы обмолота и сепарации в молотильных аппаратах зерноуборочных комбайнов: пособие для конструкторов зерноуборочных машин / ВНИПТИМЭСХ. Зерно-град, 1973. 168 с.
  • Кленин Н. И. Исследование вымолота и сепарации зерна: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. М.,1977.
  • Русанов А. И. Расчет пропускной способности зерноуборочных комбайнов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1976. № 12.
  • Русанов А. И. Расчет пропускной способности и производительности зерноуборочных комбайнов // Тракторы и сельхозмашины. 1988. № 12. C. 20-23.
  • Лемешко В. В. Обобщенный показатель МСУ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1973. № 2. С.49-50.
  • Логин А. Д. К определению пропускной способности МСУ новых зерноуборочных комбайнов с применением методов, теории подобия // Труды Новосибирского СХИ. 1972. Т. 60.
  • Орманджи К. С. Тенденция развития комбайностроения // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1971. № 2.
  • Червинка В. Применение методов регрессионного анализа для прогнозирования тенденций комбайностроения // Trans. ASAE. 1974. Т. 17, № 2.
  • Жалнин Э. В. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов с использованием принципа гармоничности их конструкции. М.: ВИМ, 2011. 104 с.
  • Пустыгин М. А. Закономерности сепарации зерна в молотильно-сепарирующих устройствах // Труды ВИСХОМ. 1977. Вып. 88.
  • Баев В. В. Обоснование параметров молотилки зерноуборочного комбайна методом имитационного моделирования: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Краснодар, 1986.
  • Плешаков В. Н. Обоснование технического уровня и направлений развития сельскохозяйственной техники: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Краснодар, 2001.
  • Стружкин Н. И., Жалнин Э. В., Гольтяпин В. Е. Динамика математических моделей для расчета параметров зерноуборочных комбайнов // Техника в сельском хозяйстве. 2005. № 6.
  • Жалнин Э. В. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов. М.: ВИМ, 2001.
  • Семенов В. А., Семенова Е. И. Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов: сб. трудов по материалам международной научно-практической конференции. М., 2017. С. 280-284.
  • 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.
Еще