Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБМОЛОТА СЕМЕННОЙ КУКУРУЗЫ. МЕТОД МНОГОФАКТОРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

Эльмесов Р.Р. 1
1 ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
Механические повреждения семян кукурузы являются одной из основных причин снижения их посевных качеств. Зерно наиболее подвержено травмированию при обмолоте. Для семенной кукурузы не допускается степень поврежденности семян более 2,5%. Настоящая работа посвящена исследованию повреждаемости семенной кукурузы при обмолоте с целью минимизации потерь зерна. Для этого создана и апробирована экспериментальная молотилка кукурузы. Обработка результатов исследования велась с использованием метода многофакторного планирования. Получены уравнение регрессии и графики зависимостей основных параметров работы установки. Степень повреждения зерна соответствует требованиям, предъявляемым к кукурузе семенного фонда.
молотилки
молотилки кукурузы
обмолот семян
сельхозорудия
1. Виндижев Н.Л. Теоретические основы обмолота початков кукурузы. Материалы науч.-практ. конф.. Нальчик, 2006. – 205 с.
2. Гладков Н.Г. Зерноочистительные машины. М.: 1961. – 195 с.
3. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. – М.: ДеЛи, 2005. — 296 с.
4. Строна И.Г., Пугачев А.Н. и др. Травмирование семян и его предупреждение. М.: 1972. – 267 с.
5. Чазов С.А. Пути снижения травмирования семян. Свердловск: 1969. – 207 с.
6. Эльмесов Р.Р. О КПД передачи энергии ударом от рабочей поверхности молотилки к зерну кукурузы. Перспектива – 2007: Материалы Международного конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых. Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2007. – 210 с.

При современном уровне механизации производства семян главными причинами снижения их долговечности и жизнеспособности являются механические повреждения. Наиболее сильные повреждения сразу же снижают жизнеспособность. Небольшие повреждения часто не вызывают быстрой потери жизнеспособности, но постепенно, по мере старения семян становятся все более опасными [5]. Механические повреждения семян кукурузы являются одной из основ­ных причин снижения их посевных качеств.

Для семенной кукурузы не допускается степень поврежденности семян более 2,5%[4].

Цель исследования

Изучение процесса обмолота семенной кукурузы и установление оптимальных режимов работы молотилки.

Материал и методы исследования

Для вышеуказанных целей разработана, изготовлена и апробирована установка, представленная на рисунке 1.

Установка для обмолота початков кукурузы состоит из сварной рамы 1 и молотильного устройства, которое состоит из крышки 3, имеющей загрузочное отверстие в форме цилиндра, а в зоне рушения кукурузы — коническую форму, т.е. по мере приближения к выходу диаметр трубы уменьшается, что обеспечивает рушение кукурузы без остатков зерен на кочерыжке. Коническая труба имеет снизу пазы, в которые входят пальцы 7 с наконечниками полусферической формы, приваренными к валу 2 по винтовой линии, образующая которых параллельна коническому цилиндру. Подобное крепление пальцев обеспечивает втягивание початка в рабочую зону рушения без внешних усилий. Сверху конической трубы находится прижимное устройство 6, обеспечивающее непрерывный контакт початка с пальцами.

рис 1

Рис. 1. Установка для рушения кукурузы

Длина пальцев подобрана так, чтобы контакт через пазы конического барабана с початком происходил только по касательным наконечников. Это практически исключает ударную составляющую нагрузки на зерно. Следовательно, совмещаются простота конструкции и высокая производительность установок ударного (штифтового) типа и низкая степень повреждаемости зерна вытиранием. Причем использование подвижного прижимного устройства позволяет одинаково хорошо производить обмолот початков различных размеров.

Основными факторами, влияющими на процесс рушения кукурузы, являются: частота вращения вала, влажность кукурузы, длина пальцев вала, шаг винтовой поверхности. Составим матрицу многофакторного планирования экспериментов.

Таблица 1

Матрица многофакторного планирования

Частота

вращения, мин-1

Влажность зерна,

%

Длина

пальцев,

мм

Шаг винтовой поверхности,

мм

Степень

поврежденности,

%

1

2

3

4

5

500

16

70

22

1,6

550

16

70

20

1,8

450

20

75

20

1,2

550

16

75

24

2,0

500

16

80

24

1,7

500

12

75

22

2,1

550

20

70

24

1,5

450

20

80

24

1,1

450

16

75

22

1,4

450

12

80

22

2,0

550

20

80

20

1,3

500

12

70

24

2,1

500

20

80

22

1,6

450

20

70

22

1,4

550

12

80

24

2,7

500

16

75

20

1,6

500

12

80

20

2,2

550

16

80

22

1,7

450

12

75

24

2,1

550

12

70

22

2,5

450

16

70

24

1,4

550

12

75

20

2,3

500

20

75

24

1,6

450

16

80

20

1,8

450

12

70

20

2,0

500

20

70

20

1,5

550

20

75

22

1,8

Диапазоны изменения величин исследуемых факторов:

Частота вращения, мин-1 450–550

Влажность кукурузы, % 12–20

Длина пальцев, мм 70–80

Шаг винтовой поверхности, мм 20–24

Выбор диапазонов изменения исследуемых факторов обусловлен следующими соображениями:

1) при частоте ниже 400 мин-1 не происходит полного обмолота кукурузного початка, а при частоте выше 600 мин-1 резко увеличивается степень поврежденности семян [2];

2) влажность для семенной кукурузы должна быть в пределах 12–20 % исходя из условий хранения и обеспечения всхожести [1];

3) длина пальцев подобрана в соответствии с конструктивными особенностями установки;

4) шаг винтовой поверхности должен обеспечивать необходимую скорость прохождения початка через рабочую зону установки, с одной стороны, достаточную для полного обмолота, а с другой — отвечающую требованиям по производительности [6].

Результаты исследования

По результатам экспериментальных исследований построены графики зависимостей степени поврежденности семян от частоты вращения вала, влажности зерна, длины пальцев и шага винтовой поверхности (рисунки 2, 3).

Рис2

Рис. 2. График зависимости степени поврежденности семян от длины пальцев и влажности зерна

Рис 3

Рис. 3. График зависимости степени поврежденности семян от шага винтовой поверхности и частоты вращения вала

Так же, получено уравнение регрессии[3]:

где y – степень поврежденности;

х1 – частота вращения вала;

х2 – влажность зерна;

х3 – шаг винтовой поверхности;

х4 – длина пальцев шаг винтовой поверхности.

Исходя из данного уравнения можно рекомендовать следующие оптимальные режимы работы установки для обмолота семенной кукурузы:

y = 1,17 – степень поврежденности, %;

х1 = 450 – частота вращения вала, мин-1;

х2 = 18,9–20 – влажность зерна, %;

х3 = 70 – длина пальцев, мм;

х4 = 20 – шаг винтовой поверхности.

Выводы

Анализ результатов экспериментальных исследований позволяет сделать следующие выводы.

1. Проведены экспериментальные исследования повреждаемости семян кукурузы при обмолоте.

2. Построены графики зависимости степени поврежденности семян от основных конструктивных и технологических параметров экспериментальной установки.

3. Получено уравнение регрессии для всех переменных величин.

4. Предложены оптимальные режимы работы установки.

5. Степень поврежденности семян кукурузы составила 1,17 %, что отвечает требованиям, предъявляемым к кукурузе семенного фонда.

Рецензенты:

Кашукоев М.В., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой «Земледелие» ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова», г. Нальчик;

Кумахов В.И., д.с.-х.н., профессор кафедры «Земледелие» ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова», г. Нальчик.


Библиографическая ссылка

Эльмесов Р.Р. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБМОЛОТА СЕМЕННОЙ КУКУРУЗЫ. МЕТОД МНОГОФАКТОРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18961 (дата обращения: 24.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074