Универсальный стенд для изучения процесса обмолота отдельных корзинок подсолнечника

Введение. В отделе механизации ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК проводится изучение процесса обмолота корзинок подсолнечника с целью отработки способов и приемов воздействия на корзинки, гарантирующих снижение повреждений семян [1]. Доступным в техническом отношении способом достижения этой цели является создание необходимых условий, обеспечивающих уменьшение прочности прикрепления семянок к материнскому ложу непосредственно перед обмолотом. Тогда 99

при обмолоте потребуются значительно меньшие усилия для выделения семянок из корзинки, а следовательно, и более низкая интенсивность воздействия обмолачиваемых рабочих органов, в результате чего семянки будут повреждаться меньше. Установлено, что прочность прикрепления семянок к материнскому ложу может быть снижена путем сжатия корзинок по нормали к плодовой поверхности, причем у корзинок с меньшей влажностью семянок это снижение более существенно [3].

Установлены характерные особенности механического воздействия на обмолачиваемый материал, обоснованы доминирующие принципы воздействия рабочих органов на обмолачиваемый материал. Выявлено, что конструктивные параметры молотильно-сепарирующих устройств (МСУ) наиболее полно отражают особенности уборочных машин, а также реализуемые в них принципы воздействия рабочих органов на обмолачиваемый материал [1; 2; 3].

Установка и методы. В результате проведенного патентного поиска выявлено 129 патентов (авторских свидетельств и полезных моделей), которые по конструктивным признакам соответствуют тематике проводимых исследований [1].

В процессе изучения конструкций молотильных устройств и способов обмолота были выявлены основные факторы оказывающие существенное влияние на процесс обмолота. Установлено, что основным способом обмолота семян является удар с последующим вытиранием, осуществляемый посредством многовальцового молотильного устройства, имеющего различные конструкции рабочих органов [2].

Установлено, что деформирование корзинок облегчает процесс обмолота и уменьшает травмирование семян. Возможен способ вибрационного обмолота корзинок. Деформационно-инерционный способ обмолота обеспечивает дифференцированное выделение наиболее полноценных семян с минимальным повреждением. Вальцовый аппарат осуществляет деформационно-инерционный способ обмолота и обеспечивает стабильное протекание процесса при наличии бичей на вальцах (высота бичей 6-8 мм).

При работе все МСУ, выступая как объекты управления, подвержены внешним воздействиям, которые обусловлены многочисленными и разнообразными факторами, требующими постоянного контроля и корректировки системы управления. Такими факторами являются влажность, физико-механические и сортовые свойства обмолачиваемой культуры

Анализируя материал обзора авторских свидетельств и патентов, можно сделать вывод, что новая молотилка должна выполнять следующие операции: сжатие, вибрацию, вытирание, удар [1].

Для изучения факторов, влияющих на качество обмолота и определение оптимальных значений регулируемых параметров, был разработан универсальный стенд (рис. 1, 2).

Стенд состоит из двух составных частей - механизма обмолота и механизма фиксации и подачи корзинки, установленных на одной станине 8.

Механизм обмолота состоит из диска обмолота 1 с установленными на нем гребенками 2, на которых закреплены пальцы обмолота 3, изготовленные из высокопрочной резины толщиной 5 мм. Привод механизма обмолота осуществляется электродвигателем 13 с помощью клиноременной передачи. Количество оборотов диска обмолота 1 регулируется частотным регулятором 15 электродвигателя привода 13.

Механизм фиксации и подачи корзинки к диску обмолота состоит из фиксатора корзинки 4 с ручным манипулятором 5, установленных на направляющей ме- ханизма продольной подачи корзинки 6 в блоке направляющих движения 9. Механизм вертикальной подачи корзинки 7 с приводом вертикальной подачи 14, управляемым от ручного манипулятора 5, установлен на станине 8 и соединен с приводом продольной подачи 6 через блок направляющих 9. Прозрачный защитный кожух 12 установлен над выгрузным бункером 10, из которого обмолоченные семена поступают в приемную емкость 11.

Рисунок 1 – Схема универсального стенда обмолота отдельных корзинок подсолнечника:

1 – диск обмолота; 2 – гребенка;

3 – палец резиновый; 4 – фиксатор корзинки;

5 – манипулятор ручной;

6 – механизм продольной подачи корзинки;

7 – механизм вертикальной подачи корзинки;

8 – станина стенда;

9 – блок направляющих движения;

10 – выгрузной бункер; 11 – емкость приема семян; 12 – кожух защитный прозрачный;

13 – привод диска обмолота;

14 – привод вертикальной подачи;

15 – регулятор оборотов диска обмолота

Рисунок 2 – Стенд универсальный для обмолота корзинок подсолнечника

Порядок работы на стенде начинается с установки и фиксации корзинки подсолнечника в фиксатор корзинки 4 и зажатия стебля корзинки с помощью фиксирующего болта. Затем кнопкой «Пуск» на регуляторе оборотов диска обмолота 15 приводится в движение диск обмолота 1 до контакта с пальцами обмолота 3 так, чтобы начался процесс обмолота.

В процессе обмолота ручным манипулятором 5 изменяется положение корзинки относительно пальцев диска обмолота 3 путем поворота манипулятора 5 в горизонтальной и вертикальной плоскостях и перемещения корзинки механизмом вертикальной подачи корзинки 7 в вертикальной плоскости для полного вымолота семян из трудно обмолачиваемых частей корзинки (ее центра). Обмолоченные семена попадают в выгрузной бункер 10 и далее в приемную емкость 11. Контроль за процессом обмолота осуществляется визуально через прозрачный защитный кожух 12.

По окончании процесса обмолота производится выключение кнопкой «Стоп» на регуляторе оборотов 15. Обмолоченные семена из приемной емкости подвергаются последующей очистке на воздушном сепараторе от лёгких примесей и щуплых семян.

Техническая характеристика стенда представлена в таблице.

Таблица

Технические характеристики универсального стенда для изучения процесса обмолота отдельных корзинок подсолнечника

Наименование параметра	Значение параметра
Рабочий орган молотилки	диск с резиновыми пальцами
Диаметр зоны обмолота, мм	200–230
Угол наклона пальцев – фронтальная плоскость	60–90º
Угол наклона пальцев – вертикальная плоскость	75–90º
Расстояние между пальцами, мм	52
Количество гребенок с пальцами, шт.	8
Число оборотов диска, об/мин	от 100 до 650
Окружная скорость диска, м/с	от 1,4 до 9,1
Материал пальцев	резина или полиуретан
Захват корзинки подсолнечника	вручную, механический
Вертикальное перемещение корзинки	электропривод
Горизонтальное перемещение корзинки	вручную, оператором
Поворот корзинки при обмолоте	180º
Поворот корзинки в фронтальной плоскости	30º (+15º-0-15º)
«Качание» корзинки в вертикальной плоскости	30º (+15º-0-15º)
Вертикальный ход корзинки, мм	220
Управление рабочим процессом	ручное, нажатием кнопок
Мощность эл. двигателя привода, кВт	1,5
Число оборотов, об/мин	1350
Регулируемое число оборотов, об/мин	200–1800
Частотный преобразователь «TOSHIBA», присоединенный к системе управления посредством компьютера, мощность, кВт	2,2
Напряжение питания установки, В	380
Габаритные размеры: длина, мм ширина, мм высота, мм	1100
	1100
	1350
Масса, кг	120

Выводы. Анализ представленных данных, позволяет сделать вывод, что на разработанном стенде можно исследовать все способы обмолота корзинок подсолнечника и изучить влияние каждого фактора на характеристику полученного семенного материала.